化学系统中的对称性破缺：通过自组织和马拉宁现象构建复杂性

在非平衡态下，化学和生物系统可以通过反应-扩散耦合形成复杂图案和波。流体运动常会干扰这些自组织的浓度图案。在本研究中，我们考察了马拉宁驱动的流动如何影响薄层流体中化学波在修正版的布鲁索夫-扎哈布insky 反应中的时空动力学。我们的观察表明，圆形波几乎同时在障碍物附近产生，并向外传播。在封闭 setup 中，蒸发最小，波前保持圆形。然而，在开放 setup 中，蒸发显著且伴随马拉宁流动，表面张力驱动的马拉宁流动与重力的相互作用会破坏波前形状，形成围绕障碍物的独特花瓣状图案。我们的分析显示，溶质马拉宁力比热力学马拉宁力更为重要。实验进一步表明，形成的瓣数与障碍直径呈线性关系，尽管这些不稳定现象需要障碍具备最小直径才能出现。这些发现表明，可以'工程化'特定的波纹图案，为控制和引导反应动力学提供方法。这一能力在需要精确控制化学波传播的微流控器开发中尤为重要。