Musterbildung und Formveränderungen in selbstoszillierenden Polymergelen

Wir haben ein effizientes Modell für responsive Gele entwickelt, das großflächige, zweidimensionale (2D) Deformationen und chemische Reaktionen innerhalb eines geschwollenen Polymernetzwerks erfasst. Die 2D-Berechnungen ermöglichten es uns, nicht nur Volumenänderungen, sondern auch Änderungen der Probenform zu untersuchen. Durch den Fokus auf Gele, die die oszillierende Belousov-Zhabotinsky-Reaktion durchlaufen, beobachteten wir wandernde Wellen lokaler Schwellungen, die eine reiche Vielfalt dynamischer Muster bilden und charakteristische Oszillationen in der Form des Gels hervorrufen. Die beobachteten Muster hängen entscheidend von den Abmessungen des Gels ab. Der Ansatz bietet ein nützliches rechnerisches Werkzeug zur Untersuchung der Dynamik chemomechanischer Prozesse und zur Aufdeckung morphologischer Transformationen in responsiven Gelen.