Komplex kémiai rendszerek dinamikája = Dynamics of complex chemical system

Gáspár, Vilmos and Dózsa, László and Hantz, Péter and Noszticzius, Zoltán and Rábai, Gyula and Volford, András (2007) Komplex kémiai rendszerek dinamikája = Dynamics of complex chemical system. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 38071_ZJ1.pdf Download (156kB)

Abstract

Komplex kémia rendszerek nemlineáris dinamikai viselkedését tanulmányoztuk. Új algoritmus dolgoztunk ki és alkalmaztunk sikerrel szulfit alapú pH-oszcillátorok szisztematikus tervezésére. Különleges hőmérséklet-kompenzációs mechanizmusokat találtunk pH-oszcillátorokban és a Bray-reakcióban. Kísérleti AUTO-eljárást dolgoztunk ki elektrokémiai "oszcillátorok" bifurkációs diagramjának kísérleti meghatározására. Új módszert dolgoztunk az elektrokémai oszcillátorok esszenciális dinamikai változójának, a kettősréteg kapacitás időskálájának kísérleti változtatására. A módszer lehetővé teszi az elektrokémia oszcillátorok típusának egyszerű kísérelti meghatározását. Kinetikai kísérletek alapján új mechanizmust javasoltunk az oxálsav szubsztrátumú BZ-reakcióra valamint a malonsav bromátos oxidációjára erősen savas közegben. Igazoltuk, hogy Voronoi-mintázatok képződhetnek csapadékképződéssel járó frontreakciókban. A BZ-reakció Oregonátor-modelljét alkalmazva szimuláltuk a a kémiai információ hullámszerű terjedését az egydimenziós gerjeszthető közegben elhelyezett "rések" sorozatán keresztül. Megmutattuk, hogy hullámok sorozata ún. rezonanciamintázatok szerint terjedhet. Kísérletileg és modelszámításokkal tanulmányoztuk az időfüggő megvilágítás hatását az ún. fényérzékeny BZ-elegy vékony rétegében képződő spirális hulllámok dinamikájára. Megállapítottuk, hogy a szenzoriális terület nagysága és alakja alapvetően meghatározza a spirális mozgás dinamikáját. | Nonlinear dynamics of complex chemical systems has been studied. A new algorithm has been developed and applied for systematic design of sulphite-based pH-oscillators. Unusual mechanisms of temperature-compensation have been found in pH-oscillators and the Bray reaction. An experimental AUTO-algorithm has been developed and tested for determining the bifurcation diagram of electrochemical oscillators. A new method has been developed to experimentally alter an essential dynamical variable of the electrochemical oscillators: the time-scale of double-layer capacitance. The method allows to determining the type of oscillators. Based on kinetic data, a new mechanism has been proposed for the BZ system with oxalic acid substrate and for the Ce(IV)-malonic acid reaction in strong acidic medium. Formation of Voronoi diagrams generated by regressing edges of precipitation fronts has been verified experimentally. Signal transmission of chemical information across one dimensional series of gaps via chemical waves has been simulated by using the Oregonator model of the excitable BZ medium. Appearance of resonance patterns has been verified by the calculations. Dynamics of spiral wave rotation has been studied experimentally and numerically in the BZ medium under the influence of time dependent perturbation by visible light. It has been found that the size and shape of the sensory domain applied to generate the feedback signal determines the peculiar dynamics of spiral rotation.

Actions (login required)

Edit Item