""Különleges"" időben és térben periodikus kémiai rendszerek előállítása = Design of ""special"" periodic chemical systems

Orbán, Miklós and Csörgeiné Dr. Kurin, Krisztina and Dénesné Rácz, Krisztina and Szalai, István and Ungvárainé dr. Nagy, Zsuzsanna (2012) ""Különleges"" időben és térben periodikus kémiai rendszerek előállítása = Design of ""special"" periodic chemical systems. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 67701_ZJ1.pdf Download (180kB) | Preview

Abstract

Pályázatunk munkatervében szereplő összes résztémában elvégeztük az eredetileg tervezett, új nemlineáris kémiai rendszerek és jelenségek előállítását célzó kísérleti munkát. Kutatómunkánk legfontosabb eredményének tekintjük olyan kísérleti módszerek kidolgozását, amelyek alkalmazásával sok újszerű nem-lineáris kémiai dinamikán alapuló jelenséget és rendszert állítottunk elő: (1) Módszert fejlesztettünk ki zárt rendszerben működő pH-oszcillátorok létrehozására. Alkalmazásával 3 CSTR pH-oszcillátort zárt rendszerűvé alakítottunk, ezekben nagy-amplitúdójú pH-oszcilláció több órán át fennmarad. A zárt-rendszerű pH-oszcillátorok jelentősen kiszélesítik az oszcilláló kémiai reakciók gyakorlati és tudományos szintű felhasználhatóságát. (2) pH-oszcillátor és pH-érzékeny?a céliont magába foglaló?kémiai egyensúlyok összekapcsolásával megvalósítottuk nem-redox tulajdonságú kationok és anionok (Ca2+, Cd2+, Zn2+, Co2+, Ni2+, F-, (COO)22-) koncentrációjának indukált oszcillációját és meghatároztuk az oszcillációs ciklus alatt a rendszerben periodikusan fellépő species eloszlásokat. (3) Módszert javasoltunk dinamikus és stacionárius kémiai struktúrák tervezés útján történő előállítására. Alkalmazása számos új periodikus mintázat (céltábla-szerű mozgó- és állóhullámok, hexagon-elrendezésű pontokból álló szerkezet, labirintus jellegű struktúra, Turing-mintázat) létrehozását eredményezte. Eredményeink a természetben előforduló önszerveződések mechanizmusának pontosabb megértését segítik. | All experiments laid down in the Workplan of our OTKA project aimed at finding and studying new nonlinear chemical systems and phenomena have fully been accomplished. The most important results of our research work were the development of experimental methods that allowed us to produce novel temporal and spatial periodic chemical systems. (1) Method was proposed and used to convert three CSTR pH-oscillators into long-lasting and large amplitude batch-like pH-oscillators. The closed versions offer greater promise to use in practical applications. (2) Periodic pulses in the concentration of many non-redox cations and anions were generated by coupling pH-oscillators to pH-sensitive precipitation and complex-formation equilibria. The species distribution that prevails in the coupled system was also determined. (3) Systematic design method was worked out for developing novel chemical patterns in a one-side-fed-reactor. Using this approach stationary hexagonal array of spots, stripe and labyrinth patterns, coexistence of spots and stripes, Turing structures, etc. were observed. The works done and the results achieved are characterised as basic research, which hopefully contribute to understanding the more complex self-organizations that occur is material systems in nature.

Actions (login required)

Edit Item