Ein typisches Belousov-Zhabotinskymuster von konzentrischen Kreisen, in diesem Fall beobachtet in der Polymer-kontrollierten Kristallisation und in der Selbstorganisation vom Bariumcarbonat.

  Auf Basis dieser Ergebnisse, können Wissenschaftler chemische Reaktionen besser erklären, die sind

aus thermodynamischer Balance sowie biologischer Musterbildung in der Natur heraus.

Außerdem konnten diese Ergebnisse zu die Schaffung von Oberflächen mit neuen Arten von führen

Strukturen (Angewandte Chemie, am 21. Juni 2006).

Wissenschaftler sind an oszillierenden chemischen Reaktionen besonders interessiert. Diese treten wenn auf

Reaktionsprodukte regelmäßig und ändern wiederholt. Ihr Verhalten ist von Bedeutung

zu vielen Feldern der Studie - einschließlich Chaosforschung. Das ist weil dieses Reaktion

Systeme sind immer und weit weg vom thermodynamischen Gleichgewicht komplex. Ein

besonders ist weithin bekanntes Beispiel die Reaktion „Belousov-Zhabotinsky“. In ihm a

farbiger Indikator wird benutzt, um die Reaktionsprodukte von einer verbundenen Redoxreaktion zu machen

sichtbar. Sie nehmen gewöhnlich auf dem Muster von konzentrischen Kreisen und heraus verbreiten, für

Beispiel, über einer Petrischale.

   Mathematisch können räumlich oszillierende Reaktionen als „Reaktiondiffusion beschrieben werden

Systeme“. Dies heißt, dass es nicht gerade chemische Reaktionen ist, die die Menge beeinflussen

vom Material an einem bestimmten Punkt im Raum. Diffusion spielt auch eine Rolle - den Austausch von

Material mit der Umgebung. In solchen Simulationen erhalten wir das typische konzentrische

Kreismuster einer Belousov-Zhabotinskyreaktion. Im Bild oben, wird es herein angezeigt

rot-violett.

   Forscher von Potsdam haben jetzt geprüft, dass diese oszillierenden Reaktionen können

treffen Sie auch an den Mehrphasen- Systemen und sogar auf die Selbstorganisationsprozesse von zu

nanoparticles. Was zentral ist, ist das in einem Mehrphasen- Reaktionssystem, es ist möglich zu

formulieren Sie entweder einen autocatalyic oder autoinhibiting Reaktionsschritt. Dieses führt ein Oszillieren

konstruiert zu werden System und ein schließlich gebildet zu werden Muster.

  Die Forscher benutzten ein eben synthetisiertes Polymer, um das typische konzentrische zu schaffen

kreisen Sie Muster, über kontrollierte Bariumcarbonatskristallisation ein (sehen Sie Bild). So

Muster entsprechen ziemlich gut den Berechnungen in einer Simulation. Die Forscher auch

waren in der Lage, ein komplexes verbundenes Reaktionssystem einschließlich Kristallisation zu formulieren,

Komplexbildung und Fällungsreaktionen und identifizieren die autokatalytische Bildung von a

Komplex zwischen Barium und dem Polymer.

    Vornehmlich sind die länglichen kristallenen Strukturen, die das Kreismuster bildeten

selbst geschaffen durch Überbauten von nanoparticles, die selbst geschaffen werden

durch Selbstorganisation (sehen Sie Bild). Auf diese Art haben Max Planck-Forscher für dargestellt

das erste mal das die Belousov-Zhabotinskyreaktion nicht gerade in a stattfindet

Lösung, aber auch in den Mehrphasen- Systemen und in der Nanoparticleselbstorganisation. Dieses

Entdeckung ist nicht nur wichtig, Reaktionen weit weg von thermodynamischem zu erforschen

Gleichgewicht. Es kann auch helfen, biologische Musterbildung zu erklären. Ein Beispiel von

biologische Selbstorganisation ist Miesmuscheloberteilmuster. Sie werden über kontrolliertes hergestellt

Kristallisation, gerade wie die Modellsysteme der Forscher in Potsdam verwendete.    

  Interessant kopieren diese Muster auch mathematisch Reaktiondiffusionssysteme

genau.