Pattern formation in reaction-diffusion systems  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
49666
Type F
Principal investigator Szalai, István
Title in Hungarian Mintázatképződés reakció-diffúzió rendszerekben
Title in English Pattern formation in reaction-diffusion systems
Panel Chemistry 1
Department or equivalent Institute of Chemistry (Eötvös Loránd University)
Starting date 2005-01-01
Closing date 2008-12-31
Funding (in million HUF) 4.380
FTE (full time equivalent) 1.40
state closed project





 

Final report

 
Results in Hungarian
A reakció-diffúzió mintázatok legfontosabb jellemzője, hogy önszerveződő módon jönnek létre. Ez a jelenség számos formában megfigyelhető élő és élettelen természeti jelenségekben. A kutatási program célkitűzése reakció-diffúzió mintázatok előállítására alkalmas új kémiai rendszerek keresése volt. Legfontosabb eredményeink: (i) három új rendszerben kémiai hullámok kialakulását figyeltük meg (jodátion-szulfition, bromátion-szulfition, jodátion-szulfition-tiokarbamid); (ii) magyarázatot adtunk a jodátion-szulfition-ferrocianid reakcióban korábban megfigyelt stacionárius mintázatképződésre vezető instabilitás okára; (iii) kidolgoztunk egy szisztematikus kísérleti módszert stacionárius reakció-diffúzió mintázatok előállítására; (iv) Hexagonális elrendeződésű foltokból, illetve csíkokból álló Turing mintázatokat hoztunk létre a jodátion-szulfition-tiokarbamid reakcióban. Eredményeink jelentősen hozzájárulhatnak a terület további fejlődéséhez.
Results in English
Reaction-diffusion systems produce self-organized spatio-temporal patterns, which are common in nature. The main goal of the research project was to explore reaction-diffusion patterns in new chemical systems. The most important results of the project are the next: (i) we observed formation of chemical waves in three new reactions (iodate-sulfite, bromate-sulfite, iodate-sulfite-thiourea); (ii) we clarified the origin of the diffusion driven instability, that leads to the formation of stationary patterns in the iodate-sulfite-ferrocyanide system; (iii) we suggested a systematic experimental method, to search for stationary patterns in chemical reaction-diffusion systems; (iv) we observed Turing-patterns (hexagonal array of spots and stripes) in the iodate-sulfite-thiourea system. These results may play an essential role in the future development of the field.
Full text http://real.mtak.hu/2014/
Decision
Yes





 

List of publications

 
Horváth, J.; Szalai, I., De Kepper, P.: An Experimental Design Method Leading to Chemical Turing Patterns, Science (közlésre beküldve), 2009
Szalai, I.; Gauffre, F., Labrot,V., Boissonade, J., De Kepper, P.: Spatial Bistability in a pH Autocatalitic System: From Long to Short Range Activation, J. Phys. Chem. A, 2005, 109, 7843., 2005
Vincent Labrot, Patrick De Kepper, Jacques Boissonade, István Szalai and Fabienne Gauffre: Wave Patterns Driven by Chemomechanical Instabilities in Responsive Gels, J. Phys. Chem. B 109, 21476-21480, 2005
Imre Varga, István Szalai, Robert Mészaros, and Tibor Gilányi: Pulsating pH-Responsive Nanogels, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 20297-20301, 2006
J. Boissonade, P. De Kepper, F. Gauffre, I. Szalai: Spatial Bistability: A source of Complex Dymamics. From Spatio-Temporal Reaction-Diffusion Patterns to Chemomechanical Structures, Chaos, 2006, 16, 037110., 2006
Keresztúri, K.; Szalai, I.: Dynamics of Bromate Oscillators with 1,4-Cyclohexanedione in a Continuously Fed Stirred Tank Reactor, Chem. Phys. Lett., 2006, 428, 288., 2006
Szalai, I.; De Kepper, P.: Spatial Bistability, Oscillations and excitability in the Landolt Reaction, Phys. Chem. Chem. Phys., 2006, 8, 1105., 2006
Virányi, Zs.; Szalai, I.; Boissonade, J.; De Kepper, P.: Sustained Spatiotemporal Patterns in the Bromate-Sulfite Reaction Bistability in a pH Autocatalitic System: From Long to Short Range Activation, J. Phys. Chem. A, 2007, 111, 8090., 2007
Szalai, I.; De Kepper, P.: Patterns of the Ferrocyanide-Iodate-Sulfite Reaction Revisited: The Role of Immobilized Carboxylic Functions, J. Phys. Chem. A, 2008, 112, 783., 2008
Szalai, I.; De Kepper, P.: Pattern formation of the ferrocyanide-iodate-sulfite reaction: The control of space sale separation, Chaos, 2008, 18, 026105, 2008




Back »