Заседание семинара по социофизике
Доклад д.ф.-м.н., проф. В.К.Ванага
(Балтийский Федеральный университет
им. Иммануила Канта, г. Калининград)
Диссипативные структуры в микрогетерогенных средах
(а) кросс-диффузия, (б) БЖ-капельки
Аннотация доклада
Диссипативные структуры возникают,
когда выполняются условия для одной из двух диффузионных нестабильностей:
Тьюринга или волновой нестабильности . Условия возникновения этих
нестабильностей хорошо известны для гомогенных реакционно-диффузионных систем с
диагональными коэффициентами диффузии. Однако если существуют недиагональные
коэффициенты диффузии (коэффициенты кросс-диффузии), то диссипативные структуры
могут возникать при условиях, запрещенных для привычного случая с диагональными
коэффициентами.
Например, для возникновения структур
Тьюринга уже допустим случай, когда коэффициент ингибитора равен или даже
меньше коэффициента диффузии активатора. В докладе будут рассмотрены случаи
возникновения диссипативных структур, обусловленных кросс-диффузией.
Если реакционно-диффузионная система
протекает не в гомогенном растворе, а в ансамбле взаимодействующих микрокапель,
то возможны новые структуры, обусловленные механизмами обмена информацией (или
массообмена) между микрокаплями. Будут рассмотрены такие структуры на примере стабилизированных микрокапель, наполненых реагентами реакции
Белоусова-Жаботинского.
Литература
1. Vanag V.K.; Yang
L.F.; Dolnik M.; Zhabotinsky A.M.; Epstein I.R. “Oscillatory cluster patterns
in a homogeneous chemical system with global feedback” Nature 2000,
v. 406 (6794), 389-391.
2. Vanag V. K.;
Epstein I. R. “Inwardly rotating spiral waves in a reaction-diffusion system” Science
2001, v. 294 (5543), 835-837.
3. Ванаг В. К. "Волны и динамические
структуры в реакционно-диффузионных системах. Реакция Белоусова-Жаботинского в
обращенной микроэмульсии" Успехи физических наук 2004, 174 (9),
992-1010.
4. Ванаг В.К. “Диссипативные
структуры в реакционно-диффузионных системах. Эксперимент и теория” (Издательство “RCD”, Москва, 2008, 300 стр.).
5. T.
Bánsági, V. K. Vanag, and I. R. Epstein “Tomography of
Reaction-Diffusion Microemulsions Reveals Three- Dimensional Turing Patterns”, Science,
2011, v. 331, 1309- 1312.
6.
I.
R. Epstein, V. K. Vanag, A. C. Balazs, O. Kuksenok, P. Dayal, and A.
Bhattacharya “Chemical Oscillators in Structured Media“ ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH, 2012, 45, 2160-2168.
7.
Federico
Rossi, Vladimir K. Vanag, Irving R. Epstein “Pentanary
Cross-Diffusion in Water-in-Oil Microemulsions Loaded with Two Components of
the Belousov-Zhabotinsky Reaction” Chemistry -
A European Journal, 2011, 17, 2138.
8. Federico
Rossi, Vladimir K. Vanag, E. Tiezzi, Irving R. Epstein “Quaternary Cross-Diffusion in Water-in-Oil
Microemulsions Loaded with a Component of the Belousov-Zhabotinsky Reaction”Journal of Physical Chemistry B, 2010,114 (24), 8140-8146.
9. Masahiro Toiya,Hector
O. González-Ochoa,Vladimir K. Vanag, Seth Fraden, &
Irving R. Epstein “Synchronization of Chemical Micro-oscillators” JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS 2010,
1 (8), 1241-1246.
10.
V.
K. Vanag, I. R. Epstein “Pattern formation mechanisms in reaction-diffusion
systems” The International Journal of Developmental Biology 2009,
53, 673-681.
11. Masahiro
Toiya, Vladimir K. Vanag, Irving R. Epstein “Diffusively Coupled
Chemical Oscillators in a Microfluidic Assembly” Angew. Chem. Int. Ed. 2008,
47, 7753 –7755.
12.
Vanag
V. K.; Epstein I. R. “Diffusive Instabilities in Heterogeneous Systems” The
Journal of Chemical Physics 2003, 119 (14): 7297-7307.
13. V. K. Vanag,
I. R. Epstein “Cross-diffusion and pattern formation in reaction-diffusion
systems” Perspective. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11,
897-912.
