Mi hajtja az életet? Nem lineáris kémiai dinamikai rendszerek távol az egyensúlytól Dr. Noszticzius Zoltán Széchenyi-, Polányi- és Gran Prize díjas Professor Emeritus BME Fizika Tanszék

Belouszov oszcillációs reakciója cérium katalizátorral A és B: kiindulási anyagok ( A = citromsav, B= bromát ) X és Y: köztitermékek ( X = Ce(IV), Y= Ce(III) ) C és D: végtermékek

A homogén katalízis sémája Belouszov oszcillációs reakciójában A + Ce(IV) → C + Ce(III) B + Ce(III) → D + Ce(IV) -------------------------------------------------------------- A + B → C + D

Zsabotyinszkíj oszcillációs reakciója ferroin katalizátorral A és B: kiindulási anyagok ( A = malonsav, B= bromát ) X és Y: köztitermékek ( X = Fe(III), Y= Fe(II) ) C és D: végtermékek

A homogén katalízis sémája Zsabotyinszkíj oszcillációs reakciójában A + Fe(III) → C + Fe(II) B + Fe(II) → D + Fe(III) -------------------------------------------------------------- A + B → C + D

Szén-dioxid fejlődés sebessége a BZ reakcióban oxálsav szubsztrátummal

NYÍLT RENDSZER: Folyamatosan táplált kevert tartály-reaktor Continuously fed Stirred Tank Reactor (CSTR)

Belouszov oszcillációs reakciója cérium katalizátorral folyamatosan táplált kevert tankreaktorban (CSTR)

Zsabotyinszkíj oszc. Reakciója ferroin katalizátorral folyamatosan táplált kevert tankreaktorban (CSTR)

Komplex oszcillációk (Austin, Texas)

Szimpla, komplex és kaotikus oszcillációk egy CSTR reaktorban

Egy folyamatosan táplált kevert tankreaktor aszimptotikus dinamikai állapotai

Termodinamikai rendszer egy környezettel

Termodinamikai rendszer két környezettel

Folyamatosan táplált kevert tartály-reaktor (CSTR) : Termodinamikai rendszer két (vagy több) környezettel

Mi van, ha a rendszerünk belsejét nem keverjük Mi van, ha a rendszerünk belsejét nem keverjük? Például a két tartályt egy gél köti össze, ahol a komponensek diffúziója lehetséges, konvekciós keveredés azonban nem. Ez a CFUR vagyis a Continuously Fed Unstirred Reactor

Az első CFUR: a gél-gyűrű reaktor Noszticzius et al Az első CFUR: a gél-gyűrű reaktor Noszticzius et al. Nature 329, 619-620 (1987)

Kémiai hullámok (préri tűz) a gél-gyűrű reaktorban

Ugyanaz a kémiai hullámrendszer a gél- gyűrű reaktorban 40 másodpeccel később

Forgókerék (pinwheel) létrehozása a gél-gyűrű reaktorban

Hullámok egy másik típusú CFUR-ban, a katalitikus gyűrű reaktor-ban

De egy CFUR-ban nem csak kémiai hullám, hanem stacionárius mintázat: Turing szerkezet is létrejöhet

Membrán reaktor 2 dimenziós kémiai mintázatok tanulmányozásához

2 dimenziós Turing szerkezetek egy membrán reaktorban

Turing szerkezetek és a kémiai morfogenezis Az élőlények mint nyílt rendszerek Mi „hajtja” a bioszférát?

Köszönöm a figyelmet, és várom a kérdéseket… Befejező dia. Szóban: MINTÁK A SANITARIA STANDON kaphatóak