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技术

本发明专利技术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。

The Method of Making Three-Dimensional Spiral Turing Patterns by Speed Regulation and Three-Dimensional Spiral Patterns

The invention discloses a method for preparing three-dimensional spiral Turing pattern by adjusting rotational speed and a three-dimensional spiral pattern. The method comprises the following steps: in the presence of oxygen, the contact reaction of glucose, methylene blue, alkali and water is carried out through stirring to produce three-dimensional spiral Turing pattern; among them, the stirring speed is 300 to 500 r/min. The preparation of the three-dimensional spiral Turing pattern has the advantages of simple reaction and simple installation. At the same time, the three-dimensional spiral Turing pattern has the advantages of obvious pattern and stable structure.

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术涉及图灵斑图，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。
技术介绍
所谓图灵斑图(Turingpattern)，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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术提供了本专利技术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。本专利技术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，本专利技术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。本专利技术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专利技术的进一步理解，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专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。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；图2-1是实施例2中自实验开始350s后的斑图状态图；图2-2是实施例2中自实验开始400s后的斑图状态图；图2-3是实施例2中自实验开始150s-420s的斑图状态图；图3是实施例3中图灵斑图形成过程图；图4是实施例4中图灵斑图形成过程图；图5是实施例5中图灵斑图形成过程图；图6是实施例6中图灵斑图形成过程图；图7是实施例7中图灵斑图形成过程图；图8是实施例8中图灵斑图形成过程图；图9是实施例9中图灵斑图形成过程图。图10是对比例1中图灵斑图形成过程图；图11是对比例2中图灵斑图形成过程图；图12是对比例3中图灵斑图形成过程图；图13是对比例4中图灵斑图形成过程图；图14是对比例5中图灵斑图形成过程图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术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300-450r/min。在本专利技术中，搅拌的转速可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的图灵斑图的三维螺旋结构更加地明显，优选地，搅拌的转速为300-350r/min。在本专利技术中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的图灵斑图的三维螺旋结构更加地明显，优选地，以1.44-1.84g的葡萄糖为基准，亚甲基蓝的用量为5-7.5μmol，碱的用量为10-25mmol；更优选地，以1.44g的葡萄糖为基准，亚甲基蓝的用量为5.2-5.5μmol，碱的用量为10-15mmol。在本专利技术中，水的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的图灵斑图的三维螺旋结构更加地明显，优选地，以1.44-1.84g的葡萄糖为基准，水的用量为90.5-120.5mL。在本专利技术中，接触反应的条件可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的图灵斑图的三维螺旋结构更加地明显，优选地，接触反应满足以下条件：反应温度为25-28℃，反应时间为120-150s；更优选地，接触反应满足以下条件：反应温度为26-27℃，反应时间为140-150s。在本专利技术中，碱的具体种类可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的图灵斑图的三维螺旋结构更加地明显，优选地，碱选自氢氧化钠和/或氢氧化钾。在本专利技术中，为了使制得的图灵斑图的三维螺旋结构更加地明显，优选地，在搅拌之前，该方法还包括：将反应容器进行干燥，同时调控反应体系所处的环境温度至25-28℃。在本专利技术中，添料顺序可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的图灵斑图的三维螺旋结构更加地明显，优选地，该方法中添料顺序为：先将葡萄糖和碱液进行混合，然后滴加亚甲基蓝溶液。在本专利技术中，搅拌的方式可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的图灵斑图的三维螺旋结构更加地明显，优选地，搅拌采用磁力搅拌的方式进行。本专利技术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。以下将通过实施例对本专利技术进行详细描述。实施例11)清洗所有需要用到的玻璃仪器(培养皿、烧杯、量筒、容量瓶等)并干燥。2)调控实验室内的温度至26.8℃左右；3)在氧气的存在下，称取1.4400g葡萄糖于培养皿，量取100mL的0.1mol/LNaOH溶液加入其中，放入一个中等大小磁子，将培养皿放在数显磁力搅拌器上，调整转速为300r/min，搅拌1min；然后磁力搅拌下向体系中滴加500μL0.0107mol/L亚甲基蓝溶液，立即使用秒表计时，搅拌150s时停止搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转速调控制备三维螺旋图灵斑图的方法，其特征在于，所述方法为：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所述三维螺旋图灵斑图；其中，搅拌的转速为300‑500r/min。

【技术特征摘要】
1.一种转速调控制备三维螺旋图灵斑图的方法，其特征在于，所述方法为：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所述三维螺旋图灵斑图；其中，搅拌的转速为300-500r/min。2.根据权利要求1所述的方法，其中，搅拌的转速为300-500r/min。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，以1.44-1.84g的所述葡萄糖为基准，所述亚甲基蓝的用量为5-7.5μmol，所述碱的用量为10-25mmol。4.根据权利要求3所述的方法，其中，以1.44g的所述葡萄糖为基准，所述亚甲基蓝的用量为5.2-5.5μmol，所述碱的用量为10-15mmol。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，以1.44-1.84g的所述葡萄糖为基准，所述水...

【专利技术属性】
技术研发人员：阙荣辉，刘道爽，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34