Pulsierende Chemie
Chemisch-thermisch-mechanische Oszillationen zeigen die Rate einer Reaktion
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Die Musterbildung bei katalytischen Oberflächenreaktionen wird durch die Temperatur, bei der die Reaktion abläuft, beeinflusst. Verändert sich die Oberflächentemperatur, ändert sich auch der Verlauf der chemischen Prozesse, was in Extremfällen zu Frontenbildungen, z. B. in Form von Konzentrationsmustern, oder zur lokalen Überhitzung von Katalysatoren führen kann. Wissenschaftler um die Professoren Harm Hinrich Rotermund und Gerhard Ertl am Fritz-Haber-Institut in Berlin haben den Einfluss von Wärmeerzeugung während der katalytischen Oberflächenreaktion von Sauerstoff und Kohlenmonoxid auf die Musterbildung mit Hilfe eines ultradünnen Platinkatalysators genauer untersucht. Hierbei stellten die Forscher fest, dass die dünne Platinfolie mechanisch wie ein schlagendes Herz - zu pulsieren begann. Mit mathematischen Modellen und aufwändigen Computersimulationen konnte nachgewiesen werden, dass diese elastischen Verformungen der Folie tatsächlich durch die Oszillation der chemischen Reaktion selbst hervorgerufen wird. Dieser Effekt kann jetzt dazu genutzt werden, die während einer chemischen Reaktion erzeugte Wärmemenge präzise zu Messen (Science, 20. Juni 2003).
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