摘要手性在物理、化学、生物领域中是一个最基本的属性。然而，对其机制和手征对称性的控制研究还很少。之前,李炳伟等人在这方面研究有了新的进展。他们通过应用手征性（旋转）电场来控制化学系统中螺旋波手征性。现在他们发现，与以前不同的是，不仅可以和电场旋转方向相同，而且也可以在相反方向的情况下达到的手征性控制，这取决于场的旋转频率。为了揭示这个机制，他们在频率同步的基础上，进一步发展了响应函数方法的综合理论。他们发现，这个问题可以像阿诺德舌头一样通过阿德勒方程来描述和由相位锁定的现象表现出来。那么，螺旋波手征性的选择是否与外场的电场强度有关呢？本文主要介绍的就是对于这方面的研究，这也是对李炳伟等人研究的进一步探索。为了揭示螺旋波手征性选择的内在机制，本文采用的是利用计算机模拟的方法研究CPEF下一对螺旋波的情况，我们的实验结果对于激发介质的手性控制提供了坚实基础。49364

Chirality is one of the most fundamental properties of many physical, chemical, and biological systems. However, the mechanisms underlying the onset and control of chiral symmetry are largely understudied. Just before, Li Bingwei et al investigate possibility of chirality control in a chemical excitable system (the Belousov-Zhabotinsky reaction) by application of a chiral (rotating) electric field using the Oregonator model. They find that unlike previous findings, we can achieve the chirality control not only in the field rotation direction, but also opposite to it, depending on the field rotation frequency. To unravel the mechanism, They further develop a comprehensive theory of frequency synchronization based on the response function approach. They find that this problem can be described by the Adler equation and show phase-locking phenomena, known as the Arnold tongue. So, is the choice of spiral waves related to the electric field strength of the external field? This paper is mainly about the research on this aspect, This is alse the further exploration of Li Bingwei et. In order to unravel the intrinsic mechanism of spiral wave chiral selection, this paper uses the method of computer simulation to study the CPEF under a pair of spiral waves. Our experimental results provide a solid basis for chirality control in excitable media.

毕业论文关键词：手征性； 不对称； 螺旋波

Keyword: Chirality； Asymmetry； Spiral waves

目    录

1. 引言 5

2.研究背景 6

A.螺旋对的手性选择 6

B. 多螺旋状态的手性选择 8

C．手性选择相图 9

D.螺旋波对一个CPEF的的频率响应 9

3.模型与方法 9

A.反应扩散模型 9

B.数值方法 10

C.实验方法 10

4.数值结果 11

A.螺旋波对的形成 11

B.螺旋波对在强电场下不同E0和频率的结果 11

C.手性选择相图 14

5.总结 15

参考文献 16

致谢 17 

1. 引言

手征性（chirality)即为手性，是指一种化学物质同时具有两种不同的分子结构，两种分子结构互为镜像对映体，彼此间的关系就像人的左手和右手（如图1）。手征性是分子产生旋光性的必要条件，是生物系统基本特征之一。不对称性是手征性的一个很重要的属性，而螺旋波是典型的具有手征性的自组织波形，它的旋转方向也就是顺时针和逆时针方向就像是电荷中的正电荷和负电荷。目前为止，螺旋波已经在各种各样的化学、生物和物理系统中发现了，例如，它们发生在经典BZ反应（如图2），在铂表面的一氧化碳的催化氧化的过程中[1-2]；在液晶中，在粘菌变形虫聚合期间；在鸡视网膜中[3]，并在心脏组织在那里，它们被认为是导致危及生命的心律失常的重要原因[