Actualités de l'entreprise Un modèle typique de Belousov-Zhabotinsky des cercles concentriques, observé dans ce cas dans la cristallisation et l'auto-organisation contrôlées par le polymère du carbonate de baryum.
Afin de survivre, les systèmes biologiques doivent former des modèles et les organiser
eux-mêmes. Scientifiques au Max Planck Institute pour des colloïdes et des interfaces dedans
Potsdam, Allemagne, ont maintenant combiné l'auto-organisation avec le modèle chimique
formation. Ils ont couplé une réaction chimique de oscillation avec contrôlé par le polymère
cristallisation et auto-organisation en carbonate de baryum. De cette façon, elles ont prouvé cela
les réactions de oscillation - comme la réaction renommée de Belousov-Zhabotinsky - peuvent également prendre
endroit dans les systèmes multiphasés.
Sur la base de ces résultats, les scientifiques peuvent mieux expliquer les réactions chimiques qui sont
hors de l'équilibre thermo-dynamique, aussi bien que de la formation de modèle biologique en nature.
En outre, ces résultats ont pu mener à la création des surfaces avec de nouvelles sortes de
structures (Angewandte Chemie, le 21 juin 2006).
Les scientifiques sont particulièrement intéressés par des réactions chimiques de oscillation. Ceux-ci se produisent quand
les produits de réaction périodiquement et changent à plusieurs reprises. Leur comportement est d'importance
à beaucoup de domaines d'études - comprenant la recherche de chaos. C'est parce que ces réaction
les systèmes sont toujours complexes et loin d'équilibre thermo-dynamique. Un
en particulier l'exemple bien connu est la réaction de « Belousov-Zhabotinsky ». Dans lui, a
l'indicateur coloré est employé pour faire les produits de réaction d'une réaction redox couplée
évident. Ils prennent typiquement le modèle des cercles concentriques, étendant, pour
exemple, à travers une boîte de Pétri.
Mathématiquement, des réactions dans l'espace de oscillation peuvent être décrites en tant que « réaction-diffusion
systèmes ». Ceci signifie que ce n'est pas simplement des réactions chimiques qui influencent la quantité
du matériel à un certain point dans l'espace. La diffusion joue également un rôle - l'échange de
matériel avec les abords. Dans de telles simulations, nous obtenons le concentrique typique
modèle de cercle d'une réaction de Belousov-Zhabotinsky. Dans l'image ci-dessus, on l'indique dedans
rouge-violet.
Les chercheurs de Potsdam ont maintenant montré que ces réactions de oscillation peuvent
appliquez-vous également aux systèmes multiphasés, et même aux processus d'auto-organisation de
nanoparticles. Ce qui est central est celui dans un système de réaction multiphasé, il est possible à
formulez une étape autocatalyic ou autoinhibiting de réaction. Ceci mène une oscillation
système à construire, et finalement un modèle à former.
Les chercheurs avaient l'habitude un polymère nouvellement synthétisé pour créer le concentrique typique
entourez le modèle, par l'intermédiaire de la cristallisation commandée de carbonate de baryum (voir l'image). Tels
les modèles correspondent tout à fait bien aux calculs dans une simulation. Les chercheurs également
pouvaient formuler un système de réaction couplé complexe comprenant la cristallisation,
la complexation, et les réactions de précipitation et identifient la formation autocatalytique d'a
complexe entre le baryum et le polymère.
Notamment, les structures cristallines ovales qui ont composé le modèle circulaire sont
eux-mêmes créés par des superstructures des nanoparticles, qui eux-mêmes sont créés
par auto-organisation (voir l'image). De cette façon, les chercheurs de Max Planck ont montré pour
la première fois que cela la réaction de Belousov-Zhabotinsky n'a pas lieu simplement dans a
solution, mais également dans les systèmes multiphasés, et dans l'auto-organisation de nanoparticle. Ceci
il est non seulement importante rechercher découverte dans des réactions loin de thermo-dynamique
équilibre. Il peut également aider à expliquer la formation de modèle biologique. Un exemple de
l'auto-organisation biologique est des modèles de coquille de moule. Ils sont créés par l'intermédiaire de commandé
la cristallisation, juste comme les systèmes modèles des chercheurs à Potsdam a employé.
Intéressant, ces modèles reproduisent également mathématiquement des systèmes de réaction-diffusion
exactement.
