پیش نیازهای نوسان

Liyuan Wang 1 ، Meng Zhang 1 ، Jing Wang 1 ، Ling Yuan 1 () ، Lin Ren 1 ، 2 () ، Qingyu Gao 1 ()

1. 1 دانشکده مهندسی و فناوری شیمی ، دانشگاه معدن و فناوری چین ، Xuzhou 221000 ، کالج 2 کالج شیمی و مواد مهندسی مواد ، انستیتوی مواد جدید و فناوری های صنعتی ، دانشگاه ونزو ، ونزو 325035 ، چین

بنیاد ملی علوم طبیعی چین (21773304) ؛بنیاد ملی علوم طبیعی چین (21972165) ؛کمک های مالی ویژه به همکار تحقیقاتی پس از مدرک چینی (2020T130694)

لیوان وانگ ، منگ ژانگ ، جینگ وانگ ، لینگ یوان ، لین رن ، چینگیو گائو. حرکات بیونیک ژل های خودخاسته [J]. پیشرفت در شیمی ، 2022 ، 34 (4): 824-836.

شکل 1 ژل های خودخاسته BZ.(الف) ساختار شیمیایی یک ژل خودفشگر BZ که توسط روتنیم (ⅲ/ⅱ) کاتالیز شده است [33] ؛(ب) حالت تورم (RU (BPY) 33+) و حالت دفع (RU (BPY) 32+) ژل های خودخاسته [34]

شکل 1 ژل های خودخاسته BZ.(الف) ساختار شیمیایی یک ژل خودفشگر BZ که توسط روتنیم (ⅲ/ⅱ) کاتالیز شده است [33] ؛(ب) حالت تورم (RU (BPY) 33+) و حالت دفع (RU (BPY) 32+) ژل های خودخاسته [34]

شکل 2 نمودار فضایی متغیر V متغیر V و مسیر مرکز ژل ، افزایش روشنایی یکنواخت شامل انتقال از حرکت موج رتروگراد به حرکت مستقیم موج ژل است [50]

شکل 2 نمودار فضایی متغیر V متغیر V و مسیر مرکز ژل ، افزایش روشنایی یکنواخت شامل انتقال از حرکت موج رتروگراد به حرکت مستقیم موج ژل است [50]

شکل 3 اثرات فشار و کشش مختلط در پشت موج اولیه و نمودار تقسیم دینامیکی حداکثر V در مرکز ژل.(الف) زیر مناطق طرح σx در i = ic. خطوط شکسته قرمز و سیاه ، به ترتیب ، VT = 0 و VX = 0. (ب) پروفایل های مکانی V ، ϕx ، VX و VXX را در منطقه موج 2 در I = IC در امتداد خط قرمز عمودی در (A) نشان می دهند.(ج) نمودار تقسیم دینامیکی حداکثر V در مرکز ژل (V M A X - C E N T E R) در مقابل I. این موارد مسیرهای نوسانات U-V در شدت های مختلف نور هستند [50]

شکل 3 اثرات فشار و کشش مختلط در پشت موج اولیه و نمودار تقسیم دینامیکی حداکثر V در مرکز ژل.(الف) زیر مناطق طرح σx در i = ic. خطوط شکسته قرمز و سیاه ، به ترتیب ، VT = 0 و VX = 0. (ب) پروفایل های مکانی V ، ϕx ، VX و VXX را در منطقه موج 2 در I = IC در امتداد خط قرمز عمودی در (A) نشان می دهند.(ج) نمودار تقسیم دینامیکی حداکثر V در مرکز ژل (V M A X - C E N T E R) در مقابل I. این موارد مسیرهای نوسانات U-V در شدت های مختلف نور هستند [50]

شکل 4 حرکت ژل BZ خود مرتبط است.(الف) حرکت پریستالتیک ژل BZ خودخاسته [51] ؛(ب) خود استقلال ژل BZ خودخاسته [52]

شکل 4 حرکت ژل BZ خود مرتبط است.(الف) حرکت پریستالتیک ژل BZ خودخاسته [51] ؛(ب) خود استقلال ژل BZ خودخاسته [52]

شکل 5 حرکت فوتوتروپیک و فوتوفوبیک ژلهای نوسان کننده خود در لوله های مویرگی.(الف) رابطه I-F سیستم همگن. منحنی قرمز داده های تجربی را نشان می دهد ، و منطقه آبی نشانگر داده های شبیه سازی است.(ب) سمت چپ: حرکت فوتوتروپیک. سمت راست: حرکت فتوفوبیک. [53]

شکل 5 حرکت فوتوتروپیک و فوتوفوبیک ژلهای نوسان کننده خود در لوله های مویرگی.(الف) رابطه I-F سیستم همگن. منحنی قرمز داده های تجربی را نشان می دهد ، و منطقه آبی نشانگر داده های شبیه سازی است.(ب) سمت چپ: حرکت فوتوتروپیک. سمت راست: حرکت فتوفوبیک. [53]

شکل 6 توطئه های فضایی V و حرکت مرکز ژل تحت روشنایی غیر یکنواخت. سه ستون (از چپ به راست) به ترتیب حرکات موج رتروگراد ، حالت بی حرکت و تحرک موج مستقیم ژل را نشان می دهد.(آ~ج) توطئه های فضایی V ؛(D~ج) نمای گسترده (الف)~ج) ؛(G ، H) موقعیت ژل مرکز با زمان. [29]

شکل 6 توطئه های فضایی V و حرکت مرکز ژل تحت روشنایی غیر یکنواخت. سه ستون (از چپ به راست) به ترتیب حرکات موج رتروگراد ، حالت بی حرکت و تحرک موج مستقیم ژل را نشان می دهد.(آ~ج) توطئه های فضایی V ؛(D~ج) نمای گسترده (الف)~ج) ؛(G ، H) موقعیت ژل مرکز با زمان. [29]

شکل 7 منحنی های تکامل گرادیان استرس در مرکز ژل در یک دوره از نوسانات محلی در مقابل Iright. [29]

شکل 7 منحنی های تکامل گرادیان استرس در مرکز ژل در یک دوره از نوسانات محلی در مقابل Iright. [29]

شکل 8 شماتیک ژل خودشناس در یک لوله و حرکات دوره ای آن.(الف) ژل 1D BZ در یک لوله مویرگی با سه منطقه روشنایی مختلف ، قسمت های چپ و راست لوله مویرگی به ترتیب در مناطق تاریک تر و روشن تر قرار دارد. بخش مرکزی یک منطقه انتقال با تغییر خطی شدت نور است. شدت نور در دو منطقه انتهایی مشخص شده است.(ب) نمودار شماتیک که یک چرخه از حرکت متقابل ژل را نشان می دهد [59]

شکل 8 شماتیک ژل خودشناس در یک لوله و حرکات دوره ای آن.(الف) ژل 1D BZ در یک لوله مویرگی با سه منطقه روشنایی مختلف ، قسمت های چپ و راست لوله مویرگی به ترتیب در مناطق تاریک تر و روشن تر قرار دارد. بخش مرکزی یک منطقه انتقال با تغییر خطی شدت نور است. شدت نور در دو منطقه انتهایی مشخص شده است.(ب) نمودار شماتیک که یک چرخه از حرکت متقابل ژل را نشان می دهد [59]

شکل 9 مهاجرت متقابل خودمختار ژل و قیاس ماهی.(الف) حرکت نقاط شبکه ژل در مرز چپ (RL) ، مرز راست (RR) و مرکز ژل (RC).(ب) RC در مقابل زمان بیش از یک چرخه مهاجرت. insets نماهای بزرگ شده از چهار فواصل مشخصه با برچسب یک تا چهار.(C ، D) به ترتیب توطئه های مکانی مکانی از حرکت ژل در مراحل RW و DW هستند.(E ، f) نماهای بزرگ شده مربوط به انتشار موج شیمیایی به ترتیب در (c) و (d) به ترتیب ، پایین تر تصاویر از مهاجرت ماهی قزل آلا در مرحله حرکتی بازگشت به یا عزیمت از محل تولد آنها هستند [59]

شکل 9 مهاجرت متقابل خودمختار ژل و قیاس ماهی.(الف) حرکت نقاط شبکه ژل در مرز چپ (RL) ، مرز راست (RR) و مرکز ژل (RC).(ب) RC در مقابل زمان بیش از یک چرخه مهاجرت. insets نماهای بزرگ شده از چهار فواصل مشخصه با برچسب یک تا چهار.(C ، D) به ترتیب توطئه های مکانی مکانی از حرکت ژل در مراحل RW و DW هستند.(E ، f) نماهای بزرگ شده مربوط به انتشار موج شیمیایی به ترتیب در (c) و (d) به ترتیب ، پایین تر تصاویر از مهاجرت ماهی قزل آلا در مرحله حرکتی بازگشت به یا عزیمت از محل تولد آنها هستند [59]

شکل 11 حرکات ژل تحت کنترل امواج مربع روشنایی.(الف) مدت زمان روشنایی مورد نیاز برای تولید زاویه فرمان Δβ به عنوان تابعی از I. (ب) سری زمانی از روشنایی با I = 0. 03. برای هر منحنی (TC1 ، TC2 ، TC3 و TC4) ، مدت زمان I = 0. 03 (ttu) به ترتیب 1453. 0 ، 3212. 0 ، 4924. 0 و 6635. 0 است. و مدت زمان I = 0 (TRUN) به ترتیب 58 471. 5 ، 26 002. 0 ، 30 041. 3 و 40 000. 0 است. مسیرهای مرکز ژل فرمان ژل ژل با زاویه Δβ = (c) π/2 ، (d) π ، (e) 3π/2 و (f) 2π را به ترتیب با زمان روشنایی TC1 ، TC2 ، TC3 و TC4 نشان می دهد [60]

شکل 11 حرکات ژل تحت کنترل امواج مربع روشنایی.(الف) مدت زمان روشنایی مورد نیاز برای تولید زاویه فرمان Δβ به عنوان تابعی از I. (ب) سری زمانی از روشنایی با I = 0. 03. برای هر منحنی (TC1 ، TC2 ، TC3 و TC4) ، مدت زمان I = 0. 03 (ttu) به ترتیب 1453. 0 ، 3212. 0 ، 4924. 0 و 6635. 0 است. و مدت زمان I = 0 (TRUN) به ترتیب 58 471. 5 ، 26 002. 0 ، 30 041. 3 و 40 000. 0 است. مسیرهای مرکز ژل فرمان ژل ژل با زاویه Δβ = (c) π/2 ، (d) π ، (e) 3π/2 و (f) 2π را به ترتیب با زمان روشنایی TC1 ، TC2 ، TC3 و TC4 نشان می دهد [60]