非線形電気化学振動子の反応伝播と集団秩序の解明

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11450324
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 中林 誠一郎 埼玉大学, 理学部, 助教授 (70180346)
• キーワード: 非線形 / カオス / 電気化学 / 集団挙動 / 神経回路網 / 不導体皮膜 / 双安定性 / 鉄

研究概要

電流の自励発振を行っている鉄振動子を一つのセルの中に複数漬けると、電流の発振にともなってプロトンや鉄イオンが電極から飛び出し、同時に溶液中の電位分布も変化する。つまり、複数の自励発振は、お互いの状態に関する情報を交換し、その結果、自身の発振状態が決定される多入力素子と見ることができる。鉄電極と白金対極の組を30組、溶液に漬け振動子集団の振る舞いを調べた。研究を通して明らかになった諸点は、実験的に(1)独立に電位規制した二つの振動子の距離を近づけて、結合を強めると、非線形振動の周期と位相が揃い、電流振動の波形が完全に一致する。(2)酸化皮膜はN型半導体なので、光照射により溶解する。(3)直線やリングなど対称性の良い電極上での非線形発振を用いて電極間相互干渉による集団挙動の解明した。

研究成果

• [文献書誌] S. Nakabayashi, K. Inokuma and A.Karantonis: "Magnetic Effect for Electrochemically Driven Cellular Convection"Phys. Rev. E.. 59. 6599-6608 (1999)
• [文献書誌] R. Baba, Y. Shiomi and S. Nakabayashi: "Spatiotemporal Reaction Propagation of Electrochemically Controlled Non-Linear Iron Curreut Oscillator"Chem. Eng. Sci.. 55. 217-222 (2000)
• [文献書誌] S. Nakabayashi, N. Ohta and A. Fujishima: "Dye Sensitization of Synthetic P-Type Diamond Electrode"PCCP. 1. 3993-3997 (1999)
• [文献書誌] S. Nakabayashi, E. Fukushima, R. Baba, Y. Sugihara, N. Katano and J. Nakayama: "Stereo-Electrochemistry by Self-Asemmbled Monolayer of Sulfur-Bridged Calixarene on Gold"Electrochemistry Communications. 1. 550-553 (1999)
• [文献書誌] N. Ohta, S. Nakabayashi and A. Fujishima: "Surface Trausition Kinetics on Syuthetie Metallic Electrode"Chem. Lett.. 1147-1148 (1999)
• [文献書誌] S. Nakabayashi, K. Inokuma, A. Nakao and I.. Kraster: "Colliding Spiral Waves Propagating on the Electrode"Chem. Lett.. 88-89 (2000)