Noticias de la compañía Un modelo típico de Belousov-Zhabotinsky de círculos concéntricos, observado en este caso en la cristalización y la uno mismo-organización polímero-controladas del carbonato del bario.
Para sobrevivir, los sistemas biológicos necesitan formar modelos y organizarlos
ellos mismos. Científicos en el Max Planck Institute para los coloides y los interfaces adentro
Potsdam, Alemania, ahora ha combinado la uno mismo-organización con el modelo químico
formación. Juntaron una reacción química oscilante con polímero-controlado
cristalización y uno mismo-organización en carbonato del bario. De esta manera, probaron eso
las reacciones oscilantes - como la reacción renombrada de Belousov-Zhabotinsky - pueden también tomar
lugar en sistemas polifásicos.
Sobre la base de estos resultados, los científicos pueden explicar mejor las reacciones químicas que son
fuera de equilibrio termodinámico, así como de la formación de modelo biológica en naturaleza.
Además, estos resultados podían llevar a la creación de superficies con nuevas clases de
estructuras (Angewandte Chemie, el 21 de junio de 2006).
Los científicos están especialmente interesados en reacciones químicas oscilantes. Éstos ocurren cuando
los productos de la reacción periódicamente y cambian en varias ocasiones. Su comportamiento es de importancia
a muchos campos del estudio - incluyendo la investigación del caos. Eso es porque este reacción
los sistemas son siempre complejos y lejos de equilibrio termodinámico. Uno
particularmente el ejemplo bien conocido es la reacción de “Belousov-Zhabotinsky”. En él, a
el indicador coloreado se utiliza para hacer los productos de la reacción de una reacción redox juntada
visible. Adquieren típicamente el modelo de círculos concéntricos, separándose hacia fuera, para
ejemplo, a través de una placa de Petri.
Matemáticamente, las reacciones espacial oscilantes se pueden describir como “reacción-difusión
sistemas”. Esto significa que no es apenas las reacciones químicas que influencian la cantidad
del material en cierto punto en espacio. La difusión también desempeña un papel - el intercambio de
material con los alrededores. En tales simulaciones, conseguimos el concéntrico típico
modelo del círculo de una reacción de Belousov-Zhabotinsky. En la imagen arriba, se indica adentro
rojo-violeta.
Los investigadores de Potsdam ahora han probado que pueden estas reacciones oscilantes
también apliqúese a los sistemas polifásicos, e incluso a los procesos de la uno mismo-organización de
nanoparticles. Cuál es central está ése en un sistema de reacción polifásico, él es posible a
formule un paso autocatalyic o autoinhibiting de la reacción. Esto lleva una oscilación
sistema que se construirán, y un modelo que se formará en última instancia.
Los investigadores utilizaron un polímero nuevamente sintetizado para crear el concéntrico típico
circunde el modelo, vía la cristalización controlada del carbonato del bario (véase la imagen). Tales
los modelos corresponden muy bien a los cálculos en una simulación. Los investigadores también
podían formular un sistema de reacción juntado complejo incluyendo la cristalización,
la complejación, y las reacciones de la precipitación e identifican la formación autocatalítica de a
complejo entre el bario y el polímero.
Notablemente, las estructuras cristalinas alargadas que compusieron el modelo circular son
ellos mismos creada por las superestructuras de los nanoparticles, se crean que ellos mismos
por la uno mismo-organización (véase la imagen). De esta manera, los investigadores de Max Planck han mostrado para
la primera vez que eso la reacción de Belousov-Zhabotinsky apenas no ocurre en a
solución, pero también en sistemas polifásicos, y en la uno mismo-organización del nanoparticle. Esto
el descubrimiento es no sólo importante investigar sobre reacciones lejos de termodinámico
equilibrio. Puede también ayudar a explicar la formación de modelo biológica. Un ejemplo de
la uno mismo-organización biológica es modelos de la cáscara del mejillón. Se crean vía controlado
la cristalización, apenas como los sistemas modelo de los investigadores en Potsdam utilizó.
Interesante, estos modelos también duplican matemáticamente sistemas de la reacción-difusión
exactamente.
