Bedrijfsnieuws Over Een typisch patroon belousov-Zhabotinsky van concentrische cirkels, nam in dit geval in polymeer-gecontroleerde kristallisatie en zelf-organisatie van bariumcarbonaat waar.
te overleven, moeten de biologische systemen zich patronen vormen en organiseren
zelf. Wetenschappers bij het Max Planck Institute voor Colloïden en Interfaces binnen
Potsdam, Duitsland, heeft nu zelf-organisatie met chemisch patroon gecombineerd
vorming. Zij koppelden een oscillerende chemische reactie aan polymeer-gecontroleerd
kristallisatie en zelf-organisatie in bariumcarbonaat. Op deze wijze, bewezen zij dat
de oscillerende reacties - als de beroemde reactie belousov-Zhabotinsky - kunnen ook nemen
plaats in veelfasige systemen.
Op basis van deze resultaten, kunnen de wetenschappers chemische reacties beter verklaren die zijn
uit thermodynamisch saldo, evenals biologische patroonvorming in aard.
Voorts konden deze resultaten tot de verwezenlijking van oppervlakten met nieuwe soorten leiden
structuren (Angewandte Chemie, Juni 21, 2006).
De wetenschappers zijn vooral geinteresseerd in oscillerende chemische reacties. Deze komen wanneer voor
reactieproducten periodiek en herhaaldelijk verandering. Hun gedrag is van belang
aan vele gebieden van studie - met inbegrip van chaosonderzoek. Dat is omdat deze reactie
de systemen zijn altijd complex en ver vanaf thermodynamisch evenwicht.
in het bijzonder is het bekende voorbeeld de reactie „belousov-Zhabotinsky“. Daarin, a
de gekleurde indicator wordt gebruikt om de reactieproducten van een gekoppelde redoxreactie te maken
zichtbaar. Zij nemen typisch het patroon van concentrische cirkels over, die uit uitspreiden voor
voorbeeld, over een petrischaal.
Kunnen de mathematisch, ruimte oscillerende reacties als „reactie-verspreiding worden beschreven
systemen“. Dit betekent dat het niet alleen chemische reacties is die het bedrag beïnvloeden
van materiaal op een bepaald punt in ruimte. De verspreiding speelt ook een rol - de uitwisseling van
materiaal met het omringende gebied. In dergelijke simulaties, krijgen wij typische concentrisch
cirkelpatroon van een reactie belousov-Zhabotinsky. In het beeld hierboven, is het binnen vermeld
rood-violet.
De onderzoekers van Potsdam hebben nu bewezen dat deze oscillerende reacties kunnen
ben ook op veelfasige systemen, en zelfs op de zelf-organisatieprocessen van toepassing van
nanoparticles. Wat van centraal belang is is dat in een veelfasig reactiesysteem, het aan mogelijk is
formuleer of een autocatalyic of autoinhibiting reactiestap. Dit leidt het oscilleren
te construeren systeem, en uiteindelijk een te vormen patroon zich.
De onderzoekers gebruikten een onlangs samengesteld polymeer om typische concentrisch te creëren
cirkelpatroon, via de gecontroleerde kristallisatie van het bariumcarbonaat (zie beeld). Zulke
de patronen beantwoorden vrij goed aan de berekeningen in een simulatie. De onderzoekers ook
konden een complex gekoppeld reactiesysteem met inbegrip van kristallisatie formuleren,
complexation, en de precipitatiereacties en identificeren de autokatalytische vorming van a
complex tussen barium en het polymeer.
In het bijzonder, de verlengde kristallijne structuren die omhoog het cirkelpatroon maakten zijn
zelf gecreeerd door bovenbouw van nanoparticles, die zelf wordt gecreeerd
door zelf-organisatie (zie beeld). Op deze wijze, Max Planck-hebben de onderzoekers voor getoond
de eerste keer dat de reactie belousov-Zhabotinsky niet alleen in a plaatsvindt
oplossing, maar ook in veelfasige systemen, en in nanoparticle zelf-organisatie. Dit
de ontdekking is niet alleen belangrijk ver voor onderzoek naar reacties vanaf thermodynamisch
evenwicht. Het kan ook helpen biologische patroonvorming verklaren. Één voorbeeld van
de biologische zelf-organisatie is mosselshell patronen. Zij worden gecreeerd via gecontroleerd
kristallisatie, enkel zoals de modelsystemen van de onderzoekers in gebruikt Potsdam.
Interessant, deze patronen ook mathematisch dubbele reactie-verspreiding systemen
precies.
