[发明专利]转速调控制备三维螺旋图灵斑图的方法以及三维螺旋斑图

说明书

本发明公开了一种转速调控制备三维螺旋图灵斑图的方法以及三维螺旋斑图，该方法为：在氧气的存在下，将葡萄糖、亚甲基蓝、碱、水通过搅拌进行接触反应以制得三维螺旋图灵斑图；其中，搅拌的转速为300‑500r/min。该三维螺旋图灵斑图的制备具有反应简单、装置简易的优点，同时该三维螺旋图灵斑图具有图案明显，结构稳定的优势。

技术领域

本发明涉及图灵斑图，具体地，涉及一种转速调控制备三维螺旋图灵斑图的方法以及三维螺旋斑图。

背景技术

所谓图灵斑图(Turing pattern)，就是在空间或时间上具有某种规律性的非均匀宏观结构；其普遍存在于自然界中，形形色色的斑图结构，构成了多姿多彩、千媚百态的世界。

螺旋波和回卷波是非平衡斑图中最常见而又比较稳定的一种图像；和靶波不同，螺旋波和回卷波不需要持续的激发源，是自激的。

对于可激系统的螺旋波控制，可以理解为两种情况：一种是控制螺旋波波头运动，在载有螺旋波的系统中加入反馈或外力螺旋波的波头会发生漂移；另一种是通常意义上的控制即把螺旋波消除或把它控制为行波或靶波态，这有着很实际的意义。通常归结为反馈控制方案、外力控制方案和调整参数控制方案。

螺旋波在生活中的应用主要是生物学和医学，使得化学螺旋波的行径研究相当重要。心脏病是发达国家中发病率很高的疾病之一，近年的研究表明：正常的心脏由一个靶波源(窦房结)控制，靶波断开后产生螺旋波，对应于心率过速，螺旋波失稳破裂至螺旋波湍流态，系统开始进入时空混沌，对应于心颤，引起心脏猝死。如何抑制心肌和其他介质中螺旋波并防止螺旋波的失稳具有重要的意义。有文献中提出在激发介质局部区域连续注入周期信号来产生靶波，以消除螺旋波和时空混沌，因此认真研究螺旋波形成与失稳的具体机理具有重要意义。

化学体系的图灵斑图主要有：BZ-AOT体系(水、油、阳离子表面活性剂、BZ反应介质)、CIMA体系(亚氯酸钠-碘化钠-丙二酸-淀粉)、PA-MBO体系(聚乙烯-甲基蓝-硫化钠-氧气)、FIS体系(亚铁氰化钾-碘酸钠-亚硫酸钠)、TuIS-RD体系(碘酸根离子-亚硫酸根离子-硫脲素)等等；这些体系反应较为繁琐，实验装置要求较高，形成的斑图图案相对不明显。

发明内容

本发明的目的是提供一种转速调控制备三维螺旋图灵斑图的方法以及三维螺旋斑图，该三维螺旋图灵斑图的制备具有反应简单、装置简易的优点，同时该三维螺旋图灵斑图具有图案明显，结构稳定的优势。

为了实现上述目的，本发明提供了本发明提供了一种转速调控制备三维螺旋图灵斑图的方法，该方法为：在氧气的存在下，将葡萄糖、亚甲基蓝、碱、水通过搅拌进行接触反应以制得三维螺旋图灵斑图；其中，搅拌的转速为300-500r/min。

本发明还提供了一种三维螺旋图灵斑图，该三维螺旋图灵斑图通过上的方法制备而得。

在上述技术方案中，本发明采用外力控制方案在不同扰动下形成图灵斑图，搅拌提供了一种形成螺旋波的扰动模式；不同转速下得到的斑图螺旋效果不同，在适宜转速下形成的三维螺旋波较为理想。其中，葡萄糖作为还原性糖还原亚甲基蓝为亚甲基白，亚甲基白又易于被空气中的氧气氧化为亚甲基蓝，并在不同因素或扰动模式下自组织为一系列想到得到的斑图。在实际实验过程中，需要调控好反应体系和外界环境温度，再加以改变不同转速下，形成不同的斑图现象，得到形成三维螺旋波的最佳转速。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是实施例1中图灵斑图形成过程图；

图2是实施例2中图灵斑图形成过程图；