Nemlineáris kémiai dinamika

oszcilláció, káosz és mintázatképzõdés

Gáspár Vilmos

A nemlineáris kémiai dinamika célja a periodikusan vagy kaotikusan oszcilláló kémiai rendszerek, valamint a kémiai reakciók és az anyagáramlás (diffúzió) együttes hatására képzõdõ mintázatok (reakciófrontok, spirális kémiai hullámok és Turing-stuktúrák) fizikai és kémiai mozgástörvényeinek megismerése.

Spirális kémiai hullám a Belouszov-Zsabotyinszkij (BZ)-reakcióban (V. Petrov, Center for Nonlinear Dynamics, University of Texas, Austin, USA engedélyével). Tévedés ne essék, ez nem komputer-szimuláció, hanem egy kísérletrõl készített videofilm részlete, melyben a piros színû BZ-elegyben képzõdõ kék színû "kémiai hullám" spirális mozgását láthatjuk.

Tudománytörténeti érdekesség, hogy a 70-es éveket megelõzõen a kémikusok többsége vitatta, hogy a kémiai rendszerekben ritkán elõforduló (egzotikus) koncentráció-oszcillációknak vagy a kémiai hullámok kialakulásának valóban kémiai okai lennének – mondván: "ellentmondanak az ismert törvényeknek" –, s ezért igen szkeptikusak voltak a témakör jelentõségével kapcsolatban is. Az elmúlt közel három évtizedben végzett kutatások eredményeként azonban ma már nem csak megértjük, leírjuk és modellezzük ezeket a folyamatokat, hanem a megismert általános törvényszerûségek alapján már tervezni is tudunk ilyen – úgymond – egzotikus rendszereket. Úgymond, mert ma egyre inkább az a meggyõzõdésünk, hogy a nemlineáris kémai folyamatok igen gyakoriak. Jelentõségük elsõsorban az élõ rendszerek mûködésében, szabályozásában és vezérlésében keresendõ. Mégis, a vegyész kollégák többsége mostanában is elõszeretettel teszi fel a kérdést: "Jó ez nekünk valamire?" A témakörrel foglalkozó kutató válasza, természetesen, IGEN!

A ChemoNetben böngészõ és az új dolgok iránt minden bizonnyal fogékony olvasó a témakör egy-egy részterületérõl bõvebb információt találhat az alábbi fejezetekben. A témaköröket folyamatosan dolgozom fel.

Agolyócska az elkészült fejezeteket jelöli, de a többibe is érdemes bekukkantani, mert ott is vár az olvasóra egy-két "meglepetés".

1. Bevezetés
2. Multistabilitás
3. Oszcillációs kémiai reakciók
4. Kémiai káosz
5. Mintázatképzõdés kémiai rendszerekben

Nemlineáris dinamikai kislexikon 

Nemlineáris dinamika az Interneten   

Kérdések, megjegyzések, hozzájárulás a Híradóhoz?  Írjon a gasparv@dragon.klte.hu címre!