Company News About Um teste padrão típico de Belousov-Zhabotinsky de círculos concêntricos, observado neste caso em cristalização e em auto-organização polímero-controladas do carbonato do bário.
A fim sobreviver, os sistemas biológicos precisam de formar testes padrões e organizá-los
ele. Cientistas no Max Planck Institute para coloides e relações dentro
Potsdam, Alemanha, tem combinado agora a auto-organização com o teste padrão químico
formação. Acoplaram uma reação química de oscilação com polímero-controlado
cristalização e auto-organização no carbonato do bário. Desta maneira, provaram aquela
as reações de oscilação - como a reação ilustre de Belousov-Zhabotinsky - podem igualmente tomar
lugar em sistemas da multi-fase.
Na base destes resultados, os cientistas podem melhor explicar as reações químicas que são
fora do equilíbrio termodinâmica, assim como da formação de teste padrão biológica na natureza.
Além disso, estes resultados podiam conduzir à criação das superfícies com tipos novos de
estruturas (Angewandte Chemie, o 21 de junho de 2006).
Os cientistas estão especialmente interessados em reações químicas de oscilação. Estes ocorrerem quando
os produtos da reação periodicamente e mudam repetidamente. Seu comportamento é da importância
a muitos campos de estudo - incluindo a pesquisa do caos. Isso é porque este reação
os sistemas são sempre complexos e longe do equilíbrio termodinâmica. Um
o exemplo particularmente conhecido é a reação de “Belousov-Zhabotinsky”. Nele, a
o indicador colorido é usado para fazer os produtos da reação de uma reação acoplada dos redox
visível. Tomam tipicamente no teste padrão de círculos concêntricos, espalhando para fora, para
exemplo, através de um prato de petri.
Matematicamente, as reações espacialmente de oscilação podem ser descritas como a “reação-difusão
sistemas”. Isto significa que não é apenas as reações químicas que influenciam a quantidade
do material em algum ponto no espaço. A difusão igualmente joga um papel - a troca de
material com os arredores. Em tais simulações, nós obtemos o concêntrico típico
teste padrão do círculo de uma reação de Belousov-Zhabotinsky. Na imagem acima, indica-se dentro
vermelho-violeta.
Os pesquisadores de Potsdam têm mostrado agora que estas reações de oscilação podem
igualmente aplique aos sistemas da multi-fase, e mesmo aos processos da auto-organização de
nanoparticles. O que é central está aquele em um sistema de reação da multi-fase, ele é possível a
formule uma etapa autocatalyic ou autoinhibiting da reação. Isto conduz uma oscilação
sistema a ser construídos, e um teste padrão a ser formado finalmente.
Os pesquisadores usaram um polímero recentemente sintetizado para criar o concêntrico típico
circunde o teste padrão, através de cristalização controlada do carbonato do bário (veja a imagem). Tais
os testes padrões correspondem bastante bem aos cálculos em uma simulação. Os pesquisadores igualmente
podiam formular um sistema de reação acoplado complexo que inclui a cristalização,
o complexation, e as reações da precipitação e identificam a formação autocatalítica da
complexo entre o bário e o polímero.
Notavelmente, as estruturas cristalinas alongadas que compuseram o teste padrão circular são
ele criados por superestruturas dos nanoparticles, que eles mesmos são criados
pela auto-organização (veja a imagem). Desta maneira, os pesquisadores de Max Planck mostraram para
a primeira vez que isso a reação de Belousov-Zhabotinsky apenas não ocorre na
solução, mas igualmente em sistemas da multi-fase, e na auto-organização do nanoparticle. Isto
a descoberta é não somente importante de pesquisar em reações longe de termodinâmica
equilíbrio. Pode igualmente ajudar a explicar a formação de teste padrão biológica. Um exemplo de
a auto-organização biológica é testes padrões do escudo do mexilhão. São criados através de controlado
a cristalização, apenas como os sistemas modelo dos pesquisadores em Potsdam usou-se.
Interessantemente, estes testes padrões igualmente duplicam matematicamente sistemas da reação-difusão
exatamente.
