Abstract
Structure formation during polymerization of polyacrylamide and gelatinization of gelatine in aqueous solutions are described. In both cases dissipative dynamic structures occur in the solutions due to convective flows and manifest in macroscopically visible structure patterns after solidification. Adverse vertical temperature gradients of maximal 2‡C for polymer solutions and 1‡C for gelatine solutions are assumed to be responsible for the instability of the systems and thus for their dynamic behaviour.
Zusammenfassung
Die Bildung von geordneten Strukturen wÄhrend der Polymerisation von Polyacrylamid und der Gelatinisierung von wÄsserigen Gelatinelösungen wird beschrieben. Diese sogenannten dissipativen Strukturen entstehen bei beiden Prozessen durch Konvektionen in der flüssigen Phase, die sich nach der Verfestigung als makroskopisch sichtbare Muster darstellen. Die Konvektion beruht auf vertikalen Temperaturgradienten, die unter den hier vorgegebenen Bedingungen mit 1 bis 2‡C aus den exothermen ReaktionswÄrmen abgeschÄtzt werden können.
Similar content being viewed by others
References
J. C. Berg, A. Acrivos and M. Boudart, Evaporative convection, Adv. Chem. Eng., 6 (1966) 61.
H. K. Cammenga, Evaporation mechanisms of liquids, In: Current Topics in Material Sciences, Vol. 5, ed. E. Kaldis, North Holland Publishing Company, Amsterdam 1980, p. 335.
S. Chandrasekhar, Hydrodynamic and Hydromagnetic Stability, Clarendon Press, Oxford 1961.
W. Ebeling, Strukturbildung bei irreversiblen Prozessen, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Bibliothek, Band 60, BSB B. G. Teubner Verlagsgeselschaft Leipzig 1976.
W. Ebeling and R. Feistel, Physik der Selbsorganisation und Evolution, Akademie-Verlag, Berlin 1986.
H. Haken (ed.), Springer Series in Synergetics, Springer Verlag, Berlin, starting with volume 1 in 1978.
E. Kahrig and H. Besserdich, Dissipative Strukturen, Fortschritte der experimentellen und theoretischen Biophysik, Band 21, ed. W. Beier, VEB Georg Thieme, Leipzig 1971.
R. W. Miner, Convection Patterns in the Atmosphere and Ocean, Ann. New York Acad. Sci., 48 1947.
G. Nicolis and I. Prigogine, Self Organization in Non-Equilibrium Systems, Wiley Interscience, New York 1977.
J. K. Platten and J. C. Legros, Convection in Liquids, Springer Verlag, Berlin 1984.
I. Prigogine, Structure, Dissipation and Life, In: Theoretical Physics and Biology, ed. M. Marois, North Holland Publishing Company, Amsterdam 1969.
M. G. Velarde and C. Normand, Convection, Scientific American, 243 (1980) 78.
S. Leduc, Das Leben, Band II, Die synthetische Biologie, Ludwig Hofstetter Verlag, Halle a.S., 1914, p. 55.
I. Lamprecht, Review of the Theory of Dissipative Structures, In: Thermodynamics of Biological Processes, eds. I. Lamprecht and A. I. Zotin, de Gruyter, Berlin 1978, p. 261.
I. Lamprecht and B. Schaarschmidt, Formation of ordered structures during polymerization. Themochim. Acta, 160 (1990) 113.
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
We are greatly indebted to B. Hahlbrauck for carrying out the first gelatinization experiments.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Schaarschmidt, B., Lamprecht, I. Dissipative structures in solidifying solutions. Journal of Thermal Analysis 37, 1833–1839 (1991). https://doi.org/10.1007/BF01912214
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF01912214