Een streng van wat lijkt op gedraaid touw, gekleurd met een ombre van watermeloenroze tot kevervleugel turquoise strekt zich uit over de eerste opnamen van Emanuele Fornasier's video 'Crystal Birth'. Naarmate de pianomelodie van de soundtrack aanslaat, wordt het "touw" geleidelijk wazig met starburst-vormige gezwellen. Een label rechtsonder verklaart dat dit een chemische reactie is: Cu2 + wordt omgezet in Cu (koper).
Zilver, tin, bismut, zink en andere metalen volgen, allemaal met de onmetaalachtige eigenschappen van beweging, groei en een delicatesse waardoor ze er levend uitzien. Het zijn bomen, varens en koralen.
Fornasier, een fotograaf en scheikunde student aan de Universiteit van Padua in Italië, heeft elektrokristallisatie gefilmd, waarbij een metaal in vloeibare oplossing gedwongen wordt om vast te worden door elektriciteit. Het is hetzelfde proces dat wordt gebruikt om chroom op motoronderdelen te plaatsen. Maar voor de video heeft Fornasier het proces versneld om uitgebreide kristalstructuren te bouwen in plaats van glad platteren.
"Als je galvaniseert, stop je in de eerste paar frames, " zegt Fornasier. "Ik wilde dat niet. Ik wil dat het kristal groeit in een dendritische structuur, die veel mooier is."
Om deze look te bereiken, creëert Fornasier oplossingen met een hoge concentratie metaalionen en laat de kristallen 's nachts groeien, onder een macrolens van de camera en verlicht met een zaklamp. De camera maakt elke minuut of om de paar minuten een beeld terwijl een zeer lage stroom door de oplossing loopt. Hij plaatste de video van drie en een halve minuut, die dagen van kristalgroei beschrijft, op zijn Vimeo- account meer dan een jaar geleden. Het ging viral in november.
Het touw dat de video start, is eigenlijk een klein stukje koper, opgehangen in een vloeistof die rijk is aan kopermoleculen die enkele elektronen missen. Deze tekortkoming levert hen een lading van +2 op en maakt ze tot koperionen. Wanneer Fornasier elektriciteit door de oplossing stuurt, mobiliseert hij reserve-elektronen, die elk een enkele negatieve lading hebben. Tegenpolen trekken elkaar aan en de koperionen ontmoeten de elektronen en vormen koper zonder lading. Koper alleen kan niet in oplossing blijven hangen, dus valt het eruit als een vaste stof en vergrendelt het op andere kopermoleculen en vormt het een kristalvorm. De fractale starbursts groeien, als ijskristallen die door een koude ruit omhoog klimmen.
Fornasier weet meestal pas wat hij heeft nadat het experiment is afgelopen. "Als scheikundestudent denk ik dat ik weet wat ik ga halen, maar elke keer is het een verrassing voor mij", zegt hij.
Kleine bellen die zich tegelijkertijd vormen, omringen bijvoorbeeld de zinkkristallen. Dit zijn waterstof uit water in de oplossing en zijn het resultaat van een concurrerende reactie. Deze complicatie is iets dat Fornasier probeert te elimineren, maar in de video voegt het nog een ander proces toe om te bekijken.
De 21-jarige studeert momenteel voor een bachelor's degree in chemie. Elektrokristallisatie is een vrij geavanceerd onderwerp dat fysische chemie, natuurkunde en wiskunde omvat en jaren na zijn formele studies. Daarom heeft Fornasier kranten gelezen, vragen gesteld aan een labgroep op zijn universiteit en de aloude methode van vallen en opstaan gebruikt.
Fornasier's interesse in scheikunde begon jong, op de middelbare school. Iets over de gedetailleerde mechanismen van chemie en de unieke manier van denken die het vereist, trok hem. Toen hij aan de universiteit begon, vouwde hij ook zijn andere passie in: fotografie. "Ik geniet van het maken van foto's van bijna alles", zegt Fornasier. "Ik wilde altijd dieper gaan in het begrijpen van hoe [dingen] werken, zodat ik alles kon zeggen waarvan ik dacht dat het de moeite waard was om het te zeggen."
Hij beschouwt de discipline en het geduld die nodig zijn om foto's van chemische reacties te nemen als een goed teken voor zijn carrière. "Als ik de hele dag in het laboratorium kon doorbrengen met het fotograferen van de reacties, dacht ik dat [chemie] echt iets zou kunnen zijn dat ik de rest van mijn leven zou kunnen doen, " zegt hij.
Fornasier's uitstapjes naar elektrokristallisatie zijn niet de enige chemische processen die hij op film heeft vastgelegd. Zijn persoonlijke website is een showcase van de schoonheid van chemie. Neerslagreacties - waarbij het toevoegen van twee oplossingen ervoor zorgt dat een vaste stof zich plotseling vormt en uit vloeistof valt - verschijnen als dromerige wolken van kleur. Gele soezen en wervelingen tegen een witte achtergrond zijn loodjodide. Een rood-oranje bloesem die naar de rand van het frame snelt, is een druppel ijzerthiocyanaatopening wanneer deze een glazen oppervlak raakt.
Elke reactie die hij op zijn website heeft, kan in één vat plaatsvinden. "Ik heb net geprobeerd de achtergrond en de plaats waar de reactie de kijker ziet, te optimaliseren", zegt Fornasier. Het vermogen van de camera om verschillende tijdschalen vast te leggen - de lange levensduur door de tijd heen en de onmiddellijke door snelle sluitertijden - is cruciaal.
Sommige inspanningen vereisen enig creatief denken. De metalen die hij gebruikt, kunnen duur zijn, dus maakte hij een zeer kleine "beker" uit glas en siliconen, zodat slechts een kleine hoeveelheid oplossing nodig is. Anderen zijn oplossingen gepipetteerd op een glazen oppervlak evenwijdig aan de vloer en opgehangen boven een naar boven gerichte camera.
De abstracte patronen van kleur exploderen, bloeien en beslaan over gewone achtergronden zijn visueel opvallend genoeg. Maar voeg de kennis toe van een student die betoverd is met de details van de mechanica van deze chemische reacties en de foto's zijn betoverend.
"Zeer weinig mensen denken na over hoeveel dingen mogelijk worden gemaakt door chemie, " zegt Fornasier. "Chemicaliën worden vooral gezien als iets giftigs." Hoewel hij niet probeert te vechten tegen de misvattingen van mensen over chemie, hoopt hij toch dat de beelden die hij creëert, nieuwsgierigheid opwekken. "Ik stel gewoon beschikbaar wat volgens mij mooi is voor iedereen."
