Growth and Form of Self-organized Branched Crystal Pattern in Nonlinear Chemical System

این کتاب واکنش نوسانی و تشکیل الگو را در واکنش بلوسوف-ژابوتینسکی (BZ) معرفی می‌کند که به مدلی برای بررسی طیف گسترده‌ای از شکل‌گیری‌های الگوی جذاب در سیستم‌های شیمیایی تبدیل شد. تغییرات زیادی در نسخه کلاسیک واکنش BZ در شرایط تجربی مختلف انجام شده است که انواع غنی از نوسانات زمانی و الگوهای مکانی-زمانی را در شرایط غیر تعادلی نشان می‌دهد. نسخه‌های حالت مختلط واکنش‌های BZ، که شامل یک جفت بستر آلی یا کاتالیزور فلزی دوگانه هستند، رفتارهای نوسانی بسیار پیچیده و الگوهای فضا-زمان جدیدی را در طول فرآیندهای واکنش نشان داده‌اند. این ویژگی‌های مکانی-زمانی مشخصه واکنش‌های BZ در سال‌های اخیر به دلیل ساختارهای دوره‌ای قابل مقایسه آن در سیستم‌های الکتروشیمیایی، فرآیندهای پلیمریزاسیون و پدیده‌های تبلور غیرتعادلی، توجه روزافزونی جامعه علمی را به خود جلب کرده است. در عوض، پدیده‌های تبلور غیرتعادلی که منجر به توسعه مورفولوژی‌های کریستالی جدید در محدودیت شرایط تعادل ترمودینامیکی می‌شوند، بررسی شده‌اند و گفته می‌شود که ساختارهای تناوبی ساکن هستند. تلاش‌ها برای تجزیه و تحلیل مکانیسم‌های بینش و نقش مکانیسم واکنش- انتشار و خودسازماندهی در رشد چنین الگوهای کریستالی دوره‌ای ادامه یافته است. در این کتاب، پدیده‌های تبلور غیرتعادلی، که منجر به رشد برخی الگوهای کریستالی جدید در حالت‌های زیرلایه آلی دوگانه واکنش‌های نوسانی BZ می‌شوند، مورد بحث قرار گرفته‌اند. تلاش‌هایی برای یافتن پارامترهای تجربی که در آن جابجایی الگوهای کریستال کروی صورت می‌گیرد، انجام شده است. این کتاب به جامعه علمی و کارآفرینان درک و دانش کاملی از رشد و شکل الگوی کریستالی شاخه‌دار در سیستم واکنش- انتشار و انتقال مورفولوژیکی آن‌ها ارائه می‌کند.

The book introduces the oscillatory reaction and pattern formation in the Belousov-Zhabotinsky (BZ) reaction that became model for investigating a wide range of intriguing pattern formations in chemical systems. So many modifications in classic version of BZ reaction have been carried out in various experimental conditions that demonstrate rich varieties of temporal oscillations and spatio-temporal patterns in non- equilibrium conditions. Mixed-mode versions of BZ reactions, which comprise a pair of organic substrates or dual metal catalysts, have displayed very complex oscillating behaviours and novel space-time patterns during reaction processes. These characteristic spatio-temporal properties of BZ reactions have attracted increasing attention of the scientific community in recent years because of its comparable periodic structures in electrochemical systems, polymerization processes, and non-equilibrium crystallization phenomena. Instead, non-equilibrium crystallization phenomena which lead to development of novel crystal morphologies in constraint of thermodynamic equilibrium conditions have been investigated and are said to be stationary periodic structures. Efforts have continued to analyze insight mechanisms and roles of reaction-diffusion mechanism and self-organization in the growth of such periodic crystal patterns. In this book, non-equilibrium crystallization phenomena, leading to growth of some novel crystal patterns in dual organic substrate modes of oscillatory BZ reactions have been discussed. Efforts have been made to find out experimental parameters where transitions of the spherulitic crystal patterns take place. The book provides the scientific community and entrepreneurs with a thorough understanding and knowledge of the growth and form of branched crystal pattern in reaction-diffusion system and their morphological transition.