Bělousova-Žabotinského reakce jako zdroj energie

Chemie |

Milimetrové vlákno gelu vydrží tepat hodiny, pak do věci promluví druhý termodynamický zákon a reakce ustane. Lze ji nicméně opět nastartovat přidáním dalších činidel. Použití reakce jako zdroje energie se přímo nabízí.




***pravidelné páteční „přetištění“ staršího článku

Periodicky pulzující gel, který se podoba cyklickým proměnám známým například z reakce Bělousova-Žabotinského, by mohl být použitelný i jako zdroj elektrické energie.
První gely tohoto typu (pojmenované opět Bělousovovy-Žabotinského gely) byly objeveny asi před 10 lety. Nyní byly použité založené na polymerech a katalyzátorem jejich přeměny je ruthenium, které při reakci mění tam a zpět oxidační číslo. V souvislosti s tím se polymerová vlákna natahují a zase zkracují. Vědci z University of Pittsburgh pod vedením Anny Balazsové přirovnávají chování gelu přímo k tepu srdce. Milimetrové vlákno vydrží tepat hodiny, pak do věci promluví druhý termodynamický zákon a reakce ustane. Lze ji nicméně opět nastartovat přidáním dalších činidel. Použití této reakce jako zdroje energie se pak přímo nabízí, i když k praktickému nasazení je nejspíš ještě pořádně daleko. Šlo by vlastně o obdobu elektrochemického článku s mezipřeměnou chemické energie na mechanickou. Otázka samozřejmě mj. je, jak by byl takovýhle třesoucí se rosol spolehlivý.
Uvažuje se třeba ale i o tom, že by se podobné hračky mohly stát základem umělých svalů.
Zdroj: New Scientist

starší články o periodických reakcích na Science Worldu
Chytré chemické reakce mění barvu
http://www.scienceworld.cz/sw.nsf/ID/40CF9C2F6C58CA22C1256E9700489C47
Bruselátor – kde se v chemii bere uspořádanost?
http://www.scienceworld.cz/sw.nsf/ID/210EEE8F58505C5EC1256E970048A1D3

Poznámka: New Scientist bohužel neuvádí přesnou podstatu chemické reakce, o jaké jde polymery ani další reagující látky, pouze se vágně zmiňuje o tom, že kromě polymerů a katalyzátoru se na ději účastní i sloučeniny dusíku.











Komentáře

29.04.2011, 21:22 axxym

podstata chemické reakce

Bělousov-Žabotinského reakce je jednoduchým příkladem tzv. autokatalytické reakce. To znamená, že produktem chemické reakce je katalyzátor, který samotnou reakci opět posiluje. Během BŽ reakce mezi sebo "soupeří" síly oxidace a redukce - jakmile oxidační autokatalýza dosáhne vrcholu, utlumí se, a nastoupí redukční autokatalýza opět až do bodu zlomu, pak zpětně nastoupí oxidační autokatalýza. Tímto způsobem dochází k onomu pulsování. Chování BŽ reakce je primitivním příkladem samoorganizace nelineárních dynamických systémů - na základě stejného principu (tedy autokatalýzy dvou soupeřících sil) se samoorganizují i živoucí organismy, jako je např. hlenka dictyostelium (u té jsou nejsou soupeřící síly oxidace a redukce, ale potřeba potravy a její nedostatek- čili odpor prostředí). Samoorganizací u kolonie hlenky o cca 100 000 jednotlivcích vzniká poměrně komplexní chování, které zajišťuje evoluční výhodu pro celou kolonii. A přitom neexistuje žádný řídící mechanismus takového chování, kromě principu samoorganizace samotného. Samoorganizace je přítomná u všech přirozených termodynamických systémů. Benoit Mandelbrot ve své knize Fraktální geometrie přírody popisuje samoorganizovanou strukturu jak u rozložení hvězd v galaxiích nebo tvaru pobřeží britského ostrova, tak u živých systémů - příkladem může být jakýkoliv strom nebo zcela evidentním fraktálem je římský květkák romanesco ( http://cs.wikipedia.org/wiki/Romanesco_(zelenina) ). Autokatalytické děje jsou u biologických systémů velmi časté a z určitého pohledu můžeme říci, že se jedná o přírodní design všech termodynamických systémů. Z tohoto důvodu je můžeme považovat za spolehlivé a stabilní a proto není divu, že vědci uvažují o vývoji umělých svalů právě v kontextu autokatalytické reakce pozorované u BŽ reakce.

Napsat vlastní komentář

Pro přidání příspěvku do diskuze se prosím přihlašte v pravém horním rohu, nebo se prosím nejprve registrujte.