Hőmérséklet-kompenzáció kémiai oszcillátorokban = Temperature-Compensation Chemical Oscillators

A biológiában gyakori jelenség a hőmérséklettől független ciklusidő, amit hőmérséklet-kompenzációnak neveznek. A kémiai oszcillációs reakciók körében azonban a legutóbbi időkig nem tapasztaltak hasonló jelenséget, bár elméletileg erre van lehetőség. Kisérleteinkkel kimutattuk, hogy a klasszikus Bray reakcióban megfigyelhető oszcillációk periódus ideje független lehet a hőmérséklettől megfelelően megválasztott kísérleti körülmények között. Mind zárt reaktorban, mind pedig áramlásos reaktorban megfigyelhető volt a hőmérséklet-kompenzáció. A hidrogén-peroxid - szulfit - tioszulfát pH-oscillációt mutató rendszerben is találtunk olyan feltételeket, amelyek mellett a hőmérséklettől független periódusidő mérhető. Ugyanakkor azt találtuk, hogy a rendszer dinamikai viselkedése nagyon érzékeny a hőmérsékletváltozásokra. Ebben a reakcióban kimutattuk, hogy a hőmérséklet lépcsőzetes változtatásával kiváltható egy káoszhoz vezető út az egyszerű periódikus oszcillációktól, komplex periódikus oszcillációkon áthaladva. A jodátion - szulfition - tioszulfátion - jodidion oszcillációs rendszerben is mérhető hőmérséklettől független periódusidő. Kísérleteink alapján olyan modelleket javasoltunk a vizsgált reakciókra, amelyek segítségével a megfigyelt dinamikai viselkedés, beleértve a hőmérséklet-kompenzációt is, szimulálható volt. | Temperature compensation is a common phenomenon in the biological cyles. However, it has not been found in the chemical oscillations until recently, although it has long been known that it would be possible on the base of theoretical considerations. We have shown experimentally that temperature independent periodic time can be measured in the classical Bray oscillatory reaction both in a closed reactor and in a flow reactor under appropriate experimental conditions. We have also found that temperature compensation could be observed in the hydrogen peroxide - sulfite - thiosulfate - pH oscillator. On the other hand, this later system appeared to be very sensitive to the change in temperature. A temperature induced route to chaos from simple periodic oscillations were found upon changing the temperature step by step. Temperature independent period have also been shown in the iodate - sulfite - tiosulfate - iodide oscillatory system. On the base of our experiments we have proposed models for the studied reactions by which the observed phenomena including temperature compensation could be simulated

pH-oscillations in the bromate-sulfite reaction in semibatch and in gel-fed batch reactors

L

Komplex kémiai rendszerek dinamikája = Dynamics of complex chemical system

Komplex kémia rendszerek nemlineáris dinamikai viselkedését tanulmányoztuk. Új algoritmus dolgoztunk ki és alkalmaztunk sikerrel szulfit alapú pH-oszcillátorok szisztematikus tervezésére. Különleges hőmérséklet-kompenzációs mechanizmusokat találtunk pH-oszcillátorokban és a Bray-reakcióban. Kísérleti AUTO-eljárást dolgoztunk ki elektrokémiai "oszcillátorok" bifurkációs diagramjának kísérleti meghatározására. Új módszert dolgoztunk az elektrokémai oszcillátorok esszenciális dinamikai változójának, a kettősréteg kapacitás időskálájának kísérleti változtatására. A módszer lehetővé teszi az elektrokémia oszcillátorok típusának egyszerű kísérelti meghatározását. Kinetikai kísérletek alapján új mechanizmust javasoltunk az oxálsav szubsztrátumú BZ-reakcióra valamint a malonsav bromátos oxidációjára erősen savas közegben. Igazoltuk, hogy Voronoi-mintázatok képződhetnek csapadékképződéssel járó frontreakciókban. A BZ-reakció Oregonátor-modelljét alkalmazva szimuláltuk a a kémiai információ hullámszerű terjedését az egydimenziós gerjeszthető közegben elhelyezett "rések" sorozatán keresztül. Megmutattuk, hogy hullámok sorozata ún. rezonanciamintázatok szerint terjedhet. Kísérletileg és modelszámításokkal tanulmányoztuk az időfüggő megvilágítás hatását az ún. fényérzékeny BZ-elegy vékony rétegében képződő spirális hulllámok dinamikájára. Megállapítottuk, hogy a szenzoriális terület nagysága és alakja alapvetően meghatározza a spirális mozgás dinamikáját. | Nonlinear dynamics of complex chemical systems has been studied. A new algorithm has been developed and applied for systematic design of sulphite-based pH-oscillators. Unusual mechanisms of temperature-compensation have been found in pH-oscillators and the Bray reaction. An experimental AUTO-algorithm has been developed and tested for determining the bifurcation diagram of electrochemical oscillators. A new method has been developed to experimentally alter an essential dynamical variable of the electrochemical oscillators: the time-scale of double-layer capacitance. The method allows to determining the type of oscillators. Based on kinetic data, a new mechanism has been proposed for the BZ system with oxalic acid substrate and for the Ce(IV)-malonic acid reaction in strong acidic medium. Formation of Voronoi diagrams generated by regressing edges of precipitation fronts has been verified experimentally. Signal transmission of chemical information across one dimensional series of gaps via chemical waves has been simulated by using the Oregonator model of the excitable BZ medium. Appearance of resonance patterns has been verified by the calculations. Dynamics of spiral wave rotation has been studied experimentally and numerically in the BZ medium under the influence of time dependent perturbation by visible light. It has been found that the size and shape of the sensory domain applied to generate the feedback signal determines the peculiar dynamics of spiral rotation

Az új algoritmusok és kódolási eljárások alkalmazása a mobil hírközlésben és informatikában = Application of new algorithms and coding procedures in mobile communications and computing

A kutatási munka során az alábbi résztémákban értünk el eredményeket: - mobil IP, - all IP hálózatok, - útkeresési algoritmusok, - hívásátadási algoritmusok, - mobil technológiák együttműködése, - a szolgáltatás minősége (QoS), - a mobil és informatikai hálózatok és rendszerek biztonsági kérdései, - több-felhasználós vétel, - kódosztásos többszörös hozzáférés, - forgalmi modellezés, - kódkonstrukció kódosztásos technológiákhoz, - kvantum számítástechnikai eljárások, - gráfelmélet, - kombinatorikus optimalizálás. A fenti szakterületeken végzett kutatásaink eredményei közül azokat emeljük ki, amelyeket az alábbi témákban értünk el: - A heterogén mobil hálózatok együttműködési problémái, - A mobil Internet Protokoll alkalmazásával kapcsolatos vizsgálatok, - Többfelhasználós detekciós módszerek a kódosztásos többszörös hozzáféréses mobil rendszerekben, - A heterogén mobil hálózatok forgalmi modellezése, - A mobil informatikai és távközlési hálózatok, rendszerek és szolgáltatások - biztonsági kérdései, - Kvantum számítástechnika és mérnöki alkalmazásai, - Útkeresési és csatornakijelölési algoritmusok fejlesztése és vizsgálata mobil hálózatok számára, alkalmazott gráfelmélet. A kutatásban résztvevők az eredményeket három megvédett PhD disszertációban, egy benyújtás előtt álló akadémiai doktori értekezésben és több beadás előtt álló PhD értekezésben használták fel. A tudományos iskola publikációs listája 135 elemből áll. | The members of the Scientific School have got new results in the following scientific fields: - Mobile IP, all IP networks, - Routing algorithms, - Hand-over algorithms, - Interworking of heterogeneous mobile technologies, - Quality of services (QoS), - Security problems of mobile and information networks and systems, - Multi-user detection, - Code division multiple access, - Traffic modeling, - Code construction for code division technologies, - Quantum computing, - Graph theory, - Combinatorial optimization. On the above mentioned scientific field we have the most important results in the following areas: - Interoperability issues of heterogeneous mobile networks, - Investigations on the applicability of mobile Internet Protocol, - Multi-user detection methods in code division multiple access systems, - Traffic models of heterogeneous mobile networks, - Security issues of mobile information and telecommunication networks, systems and services, - Quantum computing and its engineering applications, - Development and research of routing and channel assigning algorithms for mobile networks, application of the graph theory. The participants of the research used their results in three defended PhD theses, in a dissertation for DSc title, and in some other PhD theses before the final process. The number of the publications of the Scientific School is 135

Photo-induced disproportionation of iodomalonic acid

L

Egyetemi jegyzet MSc hallgatók számára

F