Photoinduced Spatiotemporal Oscillations and Self-Organization of Dissipative Structures in Polymer-Immobilized Dispersed Semiconductors

Abstract

У даній роботі наводиться опис фотоіндукованих реакційно-дифузійних процесів в активних середовищах на основі дисперсних напівпровідників, іммобілізованих в полімерній матриці. Досліджено характер осциляцій редокс-потенціалу і концентрацій окремих іонів в системі під дією випромінювання, показана роль подвійного електричного шару на поверхні мікрокомпартментов в підтримці концентраційних і електрохімічних градієнтів на поверхні мембранних структур. Доведено формування дисипативних мікроструктур в активному середовищі під дією випромінювання, що володіють структурної та фазової неоднорідністю і істотно отличающіхся за хімічним складом від навколишнього їхнього середовища за рахунок активного протікання в них окисно-відновних процесів за участю компонентів полімерної матриці.

В данной работе приводится описание фотоиндуцированных реакционно-диффузионных процессов в активных средах на основе дисперсных полупроводников, иммобилизованных в полимерной матрице. Исследован характер осцилляций редокс-потенциала и концентраций отдельных ионов в системе под действием излучения, показана роль двойного электрического слоя на поверхности микрокомпартментов в поддержании концентрационных и электрохимических градиентов на поверхности мембранных структур. Доказано формирование диссипативных микроструктур в активной среде под действием излучения, обладающих структурной и фазовой неоднородностью и существенно отличающихся по химическому составу от окружающей их среды за счет активного протекания в них окислительно-восстановительных процессов с участием компонентов полимерной матрицы.

This paper considers photoinduced reaction-diffusion processes in active medium containing polymerimmobilized dispersed semiconductors. The nature of both redox potential and ion concentration oscillations occurring in the microheterogeneous system under irradiation is discussed, and the role of a double electric layer on the surface of the microcompartments in generation and maintenance of electrochemical and concentration gradients is established. Formation of dissipative membranous microstructures within the active medium under light irradiation with the structural and phase inhomogeneity is described and their difference in chemical composition from the surrounding medium is proved to be due to the active redox transformations occurring in them which also involve the polymer matrix components.