У результаті електрохімічного окислення розплавлений метал на нагрітій поверхні може проявляти особливий тип поверхневої нестійкості. Група американських вчених показала, що цей ефект призводить до розтікання краплі і утворення почесних фрактальних структур. Результати роботи опубліковані в.
Виникнення на поверхні рідини декількох сил, близьких один до одного за величиною, може призводити до збудження нестійкостей і зміни форми поверхонь. Такими протидіючими один одному силами в різних випадках можуть бути капілярні, в'язкі або гравітаційні сили. Один з типів таких нестійкостей є нестійкість Саффмана - Тейлора. Вона виникає, якщо в більш в'язку рідину потрапляє крапля менш в'язкої рідини і призводить до утворення так званих «в'язких пальців». Такий ефект можна спостерігати, наприклад, при прокачуванні нафти через воду, і для підвищення ефективності процесу його прагнуть уникнути.
Для рідкого металу через дуже високу енергію поверхневого натягнення формування в'язких пальців не характерно. Однак виявилося, що схожі нестійкості на поверхні рідкого металу можна викликати, якщо прикласти до поверхні металу електричну напругу.
Для вивчення такого ефекту група фізиків з Університету штату Північної Кароліни розглянула краплю рідкого сплаву галію та індію. У своєму експерименті краплю розплаву об'ємом від 10 до 100 мікролітрів автори роботи поміщали на плоску поверхні і прикладали до неї напругу до 6 вольт.
Виявилося, що, залежно від доданої напруги і розміру краплі, можливо чотири різних режиму. Якщо при дуже великій і дуже маленькій напрузі крапля зберігає свою кругову форму, то при проміжних значеннях можливо утворення двох більш складних режимів, в одному з яких формується фрактальна структура.
Існування цих режимів вчені пов'язали зі зміною хімічного складу поверхні краплі. Електрична напруга призводить до електрохімічного окислення поверхні розплаву. Оксидний шар різко знижує поверхневе натягнення металу і працює як поверхнево-активна речовина.
Якщо шар оксиду досить тонкий, то одночасні процеси розтікання і окислення призводять до виникнення нестійкостей на лінії розділу і утворення «пальців», які з часом витончуються і утворюють самопідібні фрактальні структури. Фрактальна розмірність таких утворень склала 1,3. Для класичних в'язких пальців фрактальна розмірність нижче, тобто знайдений тип нестійкостей є принципово новим і раніше не спостерігався.
Якщо ж напруга занадто велика, то утворюється дуже товстий шар оксиду, який гальмує подальше окислення і не призводить до утворення пальцевих нестійкостей. Таким чином вченим вдалося показати, що за допомогою оксидного шару на поверхні металу можна як збуджувати нестійкості, так і повністю придушувати їх. Це дає можливість за допомогою електрохімічних методів керувати розтіканням і формою крапель металу.
Аналіз фрактальних структур використовується не тільки при вивченні фізичних систем, але використовується і в інших областях. Наприклад, за допомогою фрактального аналізу вдалося пояснити популярність тесту Роршаха. А структура деяких літературних творів і зовсім є мультифрактальною.