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化学储存单元 - 振荡化学反应可以保留光的模式

振荡化学反应远远超出了热力学平衡。Belousov – Zhabotinsky(BZ)反应是对这些反应的最彻底研究。例如,在Bz反应中,二羧酸在酸性溶液中被溴化物氧化。氧化和还原形式的氧化还原活性物种在颜色上有所不同,作为催化剂。它的周期性浓度波动可以随之而来的是反应混合物的颜色变化。

一个未固定的化学系统,其分子通过扩散接触称为反应 - 扩散系统。当反应 - 扩散系统中发生振荡反应时,在适当的条件下,氧化还原系统的两种不同颜色可以以称为图灵模式的特征固定结构分配自身。

I. R. Epstein他的同事开发了一个基于光敏BZ系统的化学存储单元。他们生产了BZ系统的油性微乳液,其中双吡啶基复合物充当催化剂。在黑暗中,系统最初形成了通常的图灵模式。强烈的照射导致溴化物的形成,这抑制了反应并导致模式消失。如果光强度逐渐增加,则模式几乎不会改变,直到达到临界光强度(ISC),它们突然消失了。光强度的降低导致该模式在ISC下方以强度(I C)自发出现。在IC和ISC之间的间隔中,系统处于稳定状态,在这种状态下,没有新的模式可以形成,并且已经存在的任何模式都无法改变。如果反应溶液通过模板辐照,则在微乳液表面形成的模板图像:未暴露于光的部分具有图林模式,辐照切片没有。该图像在稳定状态下保留了一个多小时。

如果可以连续补充Bz反应中消耗的反应物,则可以无限期地存储图像。恢复辐照将使图像被删除并替换为新图像。研究人员认为,这满足了化学储存模块生产的基本要求。

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