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Chemistry

Descobrindo dinâmicas ocultas de estruturas fotônicas naturais usando imagens holográficas

Published: March 31, 2022 doi: 10.3791/63676

Summary

O papel é focado principalmente no poder combinado de métodos ópticos (lineares e não lineares) e holográficos usados para revelar fenômenos na nanoescala. Os resultados obtidos a partir dos estudos de reações químicas biofotônicas e oscilatórias são dados como exemplos representativos, destacando a capacidade da holografia de revelar dinâmicas em uma nanoescala.

Abstract

Neste método, o potencial da óptica e da holografia para descobrir detalhes ocultos da resposta dinâmica de um sistema natural na nanoescala é explorado. Na primeira parte, são apresentados os estudos ópticos e holográficos de estruturas fotônicas naturais, bem como condições para o aparecimento do efeito fotoforético, ou seja, o deslocamento ou deformação de uma nanoestrutura devido a um gradiente térmico induzido pela luz, na nanoescala. Esse efeito é revelado pela interferometria holográfica digital em tempo real monitorando a deformação das escamas que cobrem as asas dos insetos induzidos pela temperatura. A ligação entre geometria e nanocorrugação que leva ao surgimento do efeito fotoforético é experimentalmente demonstrada e confirmada. Na segunda parte, é mostrado como a holografia pode ser potencialmente usada para descobrir detalhes ocultos no sistema químico com dinâmica não linear, como o fenômeno de transição de fase que ocorre em complexa reação oscilativa de Briggs-Rauscher (BR). O potencial apresentado de holografia na nanoescala poderia abrir enormes possibilidades de controle e moldagem do efeito fotoforético e formação de padrões para várias aplicações, como captura de partículas e levitação, incluindo o movimento de hidrocarbonetos não queimados na atmosfera e separação de diferentes aerossóis, decomposição de microplásticos e fracionamento de partículas em geral, e avaliação da temperatura e condutividade térmica de partículas de combustível de tamanho micron.

Introduction

Para entender e notar todos os fenômenos únicos no nanomundo, é crucial empregar técnicas capazes de revelar todos os detalhes sobre estruturas e dinâmicas na nanoescala. Por conta disso, são apresentadas a combinação única de métodos lineares e não lineares, combinada com o poder da holografia para revelar a dinâmica do sistema na nanoescala.

A técnica holográfica descrita pode ser vista como o método de recuo triplo (rec é a abreviação para gravação), uma vez que em um dado momento o sinal é gravado simultaneamente por uma câmera fotográfica, uma câmera térmica e um interferômetro. Espectroscopia óptica linear e não linear e holografia são técnicas bem conhecidas, dos quais os princípios fundamentais são amplamente descritos na literatura 1,2.

Para encurtar a história, a interferometria holográfica permite a comparação de frentes de onda registradas em diferentes momentos do tempo para caracterizar a dinâmica do sistema. Foi usado anteriormente para medir a dinâmica vibracional 3,4. O poder da holografia como o método de interferometria mais simples baseia-se em sua capacidade de detectar o menor deslocamento dentro do sistema. Primeiro, exploramos a holografia para observar e revelar o efeito fotoforético5 (ou seja, o deslocamento da deformação de uma nanoestrutura devido a um gradiente térmico induzido pela luz), em diferentes estruturas biológicas. Para uma apresentação verdadeira do método, foram selecionadas amostras representativas a partir de uma série de amostras biológicas testadas6. Asas da Rainha da Espanha borboleta fritililária, Issoria lathonia (Linnaeus, 1758; I. lathonia), foram utilizados no âmbito deste estudo.

Depois de ter demonstrado com sucesso a ocorrência de fotoforese na nanoescala em tecidos biológicos, um protocolo semelhante foi aplicado para monitorar o processo de quebra da simetria espontânea7 causado por uma transição de fase em uma reação química oscilatória. Nesta parte, foi estudada a transição de fase de baixa concentração de iodeto e iodo (denominado estado I) para uma alta concentração de iodeto e iodo com formação de iodo sólido (definida como estado II) que ocorre em uma reação quimicamente não linear da BRfoi estudada 8,9. Aqui, relatamos pela primeira vez uma abordagem holográfica que permite estudar tal transição de fase e dinâmica de quebra de simetria espontânea na nanoescala que ocorre em sistemas condensados.

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Protocol

1. Precaracterização

  1. Realize uma precaracterização completa da amostra.
    1. Realize todos os experimentos em espécimes secos comprados de uma fonte comercial. Guarde as amostras em laboratório, em local seco e escuro, em temperatura ambiente.
    2. Antes das medições holográficas, realize uma caracterização completa da amostra por meio da varredura do microscópio eletrônico (SEM), espectroscopia óptica linear e microscopia óptica não linear (NOM)10 (Figura 1).
    3. Além das propriedades ópticas das amostras medidas por técnicas lineares, reúnem informações complementares com raios laser de maior intensidade que permitem a caracterização de suas propriedades ópticas não lineares.
    4. Use as susceptibilidades ópticas não lineares correspondentes para quantificar a resposta óptica não linear e formar a base de técnicas ópticas não lineares, como fluorescência multifoscência multifotocrônica não destrutiva e segunda geração harmônica (SHG), que são utilizadas para caracterizar várias amostras biológicas.
    5. Para os fenômenos químicos não lineares que ocorrem na reação br oscilante, realize o estudo do monitoramento interferométrico da transição de fase in situ do estado I para o estado II com as seguintes concentrações de reagentes: [CH2(COOH)2]0 = 0,0789 mol dm-3, [MnSO4]0 = 0,0075 mol dm-3, [HClO4]0 = 0,03 mol dm-3, [KIO3] 0 = 0,0752 mol dm-3, e [H2O2]0 = 1,269 mol dm-3 (0 após o suporte significa a concentração inicial no início do processo). Faça com que o volume total utilizado para a reação br seja igual a 2,5 mL.
      NOTA: Os valores de concentração utilizados aqui são iguais aos do estudo por Pagnacco et al.8, mas com volume de reação dividido por 10.
  2. Prepare a amostra para o experimento.
    1. Use asas da rainha da Espanha, borboleta fritililária, I. lathonia, para este experimento. Coloque a asa sobre uma superfície dura e faça uma seção com um cortador de 10 mm de diâmetro. Coloque a amostra na caixa de amostra, que pode ser qualquer recipiente com tampa.

Figure 1
Figura 1: Seção transversal ondulada da escala de asa borboleta. A seção transversal foi registrada em um microscópio óptico não linear de varredura (A,B). Uma observação SEM (C) de uma asa da rainha da Espanha borboleta fritillary, I. lathonia, também foi feita. Este número foi modificado de14. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

2. Configuração experimental

  1. Configuração holográfica
    NOTA: As medidas de interferometria holográfica foram realizadas com uma configuração óptica sob medida (Figura 2).
    1. Ajuste a temperatura laboratorial para 23 °C ± 0,2 °C. Ligue o laser. Use um laser (detalhes dados na Tabela de Materiais) com um comprimento de onda de excitação de 532 nm para essas observações holográficas.
    2. Verifique o alinhamento dos elementos ópticos (Figura 2). Primeiro, verifique se a configuração é feita de acordo com o esquema na Figura 2.
    3. Alinhe o raio laser perfeitamente com o espelho côncavo M. Verifique e ajuste a posição do expansor óptico (L).
    4. Determine a parte do feixe que impinge na amostra S e certifique-se de formar um feixe reflexo O. Verifique se o resto do feixe está coletado em um espelho esférico CM, para ser usado para gerar o feixe de referência R. Verifique se o detector C está colocado dentro da zona de interferência dos dois feixes especificados.
      NOTA: Um sensor complementar de óxido de metal (CMOS) é usado como detector.
    5. Configure as câmeras de acordo com as instruções para a câmera usada. Configure uma câmera óptica/fotográfica para o experimento holográfico, como mostrado na Figura 2 (C é a câmera; detalhes dados na Tabela de Materiais). Configure uma segunda câmera óptica/fotográfica para ver mudanças visíveis na reação BR e uma câmera térmica com resolução térmica de 50 mK e distância focal de 13 mm acima da tabela óptica.
      NOTA: A câmera usada no experimento holográfico não usa uma lente objetiva; a luz diretamente implica no chip.
  2. Prepare a amostra para a configuração holográfica.
    1. Prepare a amostra da asa como na etapa 1.2.1. Coloque a amostra preparada em um suporte metálico redondo com diâmetro de 15 mm. O suporte tem três orifícios existentes para os parafusos aos quais o anel de metal que segura a amostra está anexado.
    2. Coloque o anel no suporte. Coloque a amostra anexada na parte do suporte amostral localizado na tabela óptica.
    3. Prepare a amostra para monitoramento de reação química. Na mesa óptica, no local pretendido, coloque um suporte com uma superfície adesiva plana na qual o cuvette/vaso será colocado.
    4. Prepare o reagente usado para inicializar a reação como na etapa 1.1.5. Encha os reagentes no cuvette e misture em cuvette na seguinte ordem de volumes e concentrações: 0,7 mL de 0,2817 mol dm-3 CH2 (COOH)2; 0,5 mL de 0,0375 mol dm-3 MnSO4; 0,5 mL de 0,15 mol dm-3 HClO4; 0,5 mL de 0,376 mol dm-3 KIO3 ; e 0,3 mL de 10.575 mol dm-3 H2O2.
    5. Certifique-se de que o volume total no cuvette seja de 2,5 mL e coloque-o no suporte na configuração.
    6. Configure instrumentos adicionais, se necessário. Para monitorar o efeito fotoforético, use um laser adicional (detalhes dados na Tabela de Materiais) para aquecimento local.

Figure 2
Figura 2: A configuração holográfica. A figura mostra como os vários componentes são organizados para o experimento holográfico. Abreviaturas: L1 = laser a 532 nm, L = lente biconvex, A = abertura, M = um espelho plano usado para desviar o raio laser, CM = espelho côncavo, C = câmera CMOS, S = seção de asa borboleta, R = feixe de referência, O = feixe de objeto. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

3. Configuração do software utilizado

NOTA: O software C++ construído em casa baseado na aproximação do Fresnel11 é usado para analisar dados de experimentos holográficos. O software desenvolvido para o estudo apresentado pode ser encontrado em . 12 Os detalhes do software não podem ser publicados no momento; no entanto, informações adicionais serão fornecidas serão fornecidas mente. A aproximação do fresnel é extremamente útil na holografia digital, pois se concentra em diferentes superfícies e amplia a área da primeira ordem de difração, que contém informações completas sobre a cena gravada.

  1. Ligue o computador e execute o software.
    NOTA: O passo para executar o software depende do próprio software. Não há nenhum software comercial para este fim.

4. Realize o experimento

  1. Desligue as luzes externas. Realize toda a experiência em uma sala escura.
  2. Sincronize as câmeras usando um intervalo escolhido. Para este experimento, inicie a câmera holográfica após os anos 60, e as outras duas câmeras imediatamente após ela, usando um software ou manualmente.
  3. Pressione os botões de gravação e defina no software quando a gravação começar.
  4. Induzir mudanças dinâmicas no sistema de interesse. O método de iniciação depende do tipo de amostra; no caso do efeito fotoforético, aqueça externamente a amostra utilizando os lasers disponíveis: 450 nm, 532 nm, 660 nm, 980 nm. No caso da reação da BR, inicie a reação misturando os reagentes químicos. Observe o experimento holográfico.
  5. Defina a câmera fotográfica e térmica para acompanhar todo o experimento e determinar o momento do fim da gravação holográfica a partir das medições ópticas e térmicas.
  6. Pronuncie o fim do processo. O final da gravação é pré-programado, de acordo com a duração estimada do processo. Para a reação br, use a solidificação como o fim da reação. No caso do efeito fotoforético, não há um momento tão específico. De qualquer forma, esta etapa enfatiza a importância da gravação tripla.

5. Aquisição de resultados12

  1. Guarde os resultados. Classificar precisamente os arquivos em função do tempo para reconstruir hologramas e análises de dados mais profundas.
    NOTA: Nesta etapa, os dados são transferidos da câmera usada para holografia para o computador (disco rígido) em pastas nomeadas após as datas de filmagem. Use botões copiar/colar e renomear.
  2. Verifique o holograma da sonda para obter as configurações apropriadas. Desta forma, as melhores configurações são selecionadas no primeiro holograma olhando para ele e, em seguida, usadas para a reconstrução de todos os hologramas.
    1. Escolha um holograma clicando em um deles da pasta que você fez anteriormente (passo 5.1) e faça uma reconstrução clicando no botão Reconstruir .
    2. Altere as configurações para obter a melhor imagem e faça a reconstrução novamente. Opções para ajustar parâmetros como amostragem, deslocamento e distância do Fresnel aparecerão na tela (menu do software). Repita estas etapas até que as melhores configurações sejam definidas.
    3. Faça as reconstruções. Escolha todos os hologramas clicando no botão Abrir arquivo e escolhendo todos os arquivos. Aplicar os parâmetros desejados para reconstrução numérica de hologramas; permanecem inalterados após a etapa 5.2.1, portanto, não realizem nenhuma ação desta vez.
    4. Realize as reconstruções usando o botão Reconstruir e os interferogramas inserindo os nomes dos arquivos no início com/fim com o campo e, em seguida, clicando no lote do botão. Os interferogramas aparecem na pasta anteriormente feita (na etapa 5.1).
      NOTA: Após a gravação de uma série de hologramas a tempo, o primeiro holograma representa um estado não perturbado, enquanto a ação de uma força externa causa hologramas subsequentes. É necessário reconstruir os hologramas usando a transformação13 do Fresnel deslocada.
    5. Obtenha os interferogramas por subtração (em termos de números complexos) de um holograma específico a tempo com o primeiro holograma obtido.
      NOTA: Este protocolo permite observar o efeito da força no objeto. A mudança no padrão de interferência em função do tempo é uma consequência da deformação ou deslocamento que ocorre dentro do sistema durante a medição. Essas alterações são usadas para monitorar a dinâmica do sistema na nanoescala.

6. Análises dos resultados

  1. Realize uma análise visual como a primeira etapa de controle de qualidade do processo. Nesta etapa, procure mudanças visíveis no padrão de interferência e tente combinar as mudanças no padrão de interferência com resultados obtidos por medições ópticas e térmicas.
  2. Faça um interrogatório de todas as gravações. Nesta segunda fase da análise, analise minuciosamente as imagens visualmente das câmeras ópticas e térmicas com as reconstruções holográficas, a fim de revelar dinâmicas na nanoescala. Dessa forma, o momento de reação é visto simultaneamente em imagens holográficas, térmicas e fotográficas.
  3. Faça uma representação gráfica dos resultados com base na análise numérica/software e apresente-os na forma de gráficos (1D, 2D ou 3D), gráficos, histogramas etc. Após uma análise completa dos resultados, tire conclusões e antecipe novas pesquisas com base nisso.

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Representative Results

Um efeito fotoforético foi induzido e monitorado em um primeiro experimento na asa de uma borboleta Morpho menelaus 5. O efeito foi iniciado pela ação de lasers LED de diferentes comprimentos de onda (450 nm, 532 nm, 660 nm e 980 nm). Aqui, as asas de uma borboleta I. lathonia 14 foram usadas. Após o procedimento de gravação, a imagem do holograma foi reconstruída.

Figure 3
Figura 3: I. lathonia wings's reconstruções holográficas. A reconstrução foi feita em iniciação de 450 nm (A), iniciação de 532 nm (B) e iniciação de 980 nm (C). As imagens mostram uma diferença óbvia no sentido visual, onde dependendo do comprimento de onda, a área colorida aparece em diferentes tamanhos. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

As franjas observadas na Figura 3A-C são consequência da interferência. Esta figura mostra claramente que as alterações ocorrem apenas durante a irradiação da amostra com um segundo laser (colocado para atingir a amostra com um feixe que não interfere com o feixe do laser primário; colocado em funcionamento a qualquer momento durante a gravação), e confirma que a interferometria holográfica pode ser usada para monitorar a deformação ou deslocamento dos tecidos biológicos.

A Figura 3A-C mostra como diferentes comprimentos de onda entre 450 nm (Figura 3A), 532 nm (Figura 3B) e 980 nm (Figura 3C) afetam o padrão interferométrico, causando diferentes deslocamentos morfológicos dentro dos tecidos.

No segundo experimento sobre a reação oscilativa da BR, essa reação começou imediatamente após a adição de peróxido de hidrogênio, produzindo uma grande quantidade de oxigênio (Figura 4A). Como a transição do Estado I para o Estado II (Figura 4) é essencialmente irreprodutível para uma corrida cinética individual8, o momento de transição é muito difícil de monitorar. Portanto, os resultados apresentados são consequência de um grande número de tentativas. Na análise dos interferogramas, observou-se uma mudança no padrão de franjas no exato momento em que ocorreu a reação (ou seja, quando ocorreu a transição do estado I para o estado II). A Figura 4E mostra um momento antes da reação ocorrer (esquerda) e o momento exato (direita). O comprimento de onda usado aqui é de 573 nm. Ao calcular os dados de deslocamento da imagem de amplitude, utilizou-se o método de contagem direta de franjas. Uma franja corresponde a um deslocamento de metade do comprimento de onda (ou seja, 286,5 nm). Se os dados de deslocamento forem calculados a partir da fase, aplica-se a seguinte relação: Δl/λ = ΔΦ/2π.

Figure 4
Figura 4: A transição do estado I para o estado II na reação de Briggs-Rauscher (BR). As diferentes gravações para a transição do estado I para o estado II na reação de Briggs-Rauscher (BR). (A) O início da reação da BR com bolhas corresponde à formação de oxigênio e dióxido de carbono. (B) O estado I para o curso de reação II. (C) O fim do Estado I para a transição do Estado II. (D) Cuvette na configuração. (E) Interferograma do momento antes da reação (esquerda) e do momento de reação (direita). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Fenômenos químicos não lineares são conhecidos há mais de 100 anose 15, mas apesar disso, ainda há dúvidas sobre seu mecanismo completo e dinâmica16,17. Os resultados obtiveram novas possibilidades abertas para a investigação e monitoramento de fenômenos químicos tão complexos in situ por uma técnica holográfica.

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Discussion

No estudo biofotônico apresentado, mostra-se que um novo método holográfico pode ser usado para detectar deslocamento morfológico mínimo ou deformação causada por radiação térmica de baixo nível.

O passo mais crítico na medição holográfica com amostras biológicas é a etapa de preparação. A preparação da amostra (corte/colagem para corresponder ao tamanho do suporte) depende das propriedades mecânicas da amostra, e não é possível ter um protocolo padrão para esta etapa.

Em relação ao estudo br, é vital ter um vaso de reação transparente e um caminho óptico relativamente claro, uma vez que cada obstáculo durante uma reação química, ou transformação física (como a liberação de oxigênio, impureza) afetará o padrão de interferência e, portanto, os resultados registrados.

Em geral, a limitação mais significativa do método descrito é o tamanho amostral que pode ser estudado. A amostra deve ter uma dimensão apropriada para ser inserida dentro da configuração óptica.
Aqui mostramos que a interferometria holográfica (OI) deve ser considerada como uma ferramenta complementar essencial para a caracterização das amostras. Por exemplo, uma imagem óptica/IR clássica captura informações apenas sobre a intensidade, enquanto as informações sobre a fase são totalmente perdidas18. A interferometria holográfica fornece todas as informações sobre a intensidade e a fase, e adicionalmente pode ser usada para monitorar suas alterações em tempo real.

A importância de explorar esse método na ciência da matéria condensada é revelar in situ as menores mudanças na dinâmica do sistema. Por exemplo, a reação br pode revelar a primeira causa do processo de quebra de simetria. O processo de quebra de simetria é predeterminado por restrições físicas ligadas à dinâmica não linear, ou o processo é realmente aleatório? Por outro lado, de outra forma, as pequenas diferenças na duração do período oscilatório da BR podem causar um desvio significativo na aparência de transição?

Os resultados apresentados são o primeiro passo que levará a uma compreensão mais profunda da dinâmica na nanoescala. Uma vez que o potencial da holografia na pesquisa científica condensada ainda não foi totalmente reconhecido, o objetivo deste artigo é destacar o poder da holografia para futuras pesquisas e aplicações em ciências materiais; por exemplo, captura de partículas e levitação, como movimento de hidrocarbonetos não queimados na atmosfera ou separação de vários aerossóis19, quebra de microplásticos na água e fracionamento de partículas em geral20, e caracterização de propriedades de temperatura e condutividade térmica de partículas de combustível de tamanho micron21.

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Disclosures

Os autores não declaram conflito de interesses.

Acknowledgments

M. S. P., D. G., D. V., e B. K. reconhecem o apoio às estruturas biológicas e bioinspiradas para vigilância multiespectral, financiadas pela OTAN SPS (OTAN Science for Peace and Security) 2019-2022. B. K., D. V., B.B., D. G., e M. S. P. reconhecem o financiamento fornecido pelo Instituto de Física de Belgrado, através do financiamento institucional do Ministério da Educação, Ciência e Desenvolvimento Tecnológico da República da Sérvia. Além disso, B. K. reconhece o suporte de F R S - FNRS. M. P. reconhece apoio do Ministério da Educação, Ciência e Desenvolvimento Tecnológico da República da Sérvia, Contrato nº 451-03-9/2021-14/200026. S. R. M. foi apoiado por uma Bolsa BEWARE da Região valão (Convenção n°2110034), como pesquisador de pós-doutorado. T.V. reconhece o apoio financeiro da Fundação Hércules. D.V., M.S.P., D.G., M.P., B.B., e B.K. reconhecem o apoio do Escritório de Pesquisa Naval Global através do Research Grant N62902-22-1-2024. Este estudo foi realizado em cumprimento parcial dos requisitos para o doutorado de Marina Simović Pavlović na Universidade de Belgrado, Faculdade de Engenharia Mecânica.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Active Vibration Isolation, Four Optical Table Supports Thorlabs PTR502 High Load Capacity: 2,500 kg, Height 600 mm
Cuvette Standard glass cuvette
Holographic camera (optical camera for holography) Cannon EOS 50D Sensor Size 22.3 x 14.9 mm; Pixel pitch 4.69 µm; Max. resolution 4752 x 3168; JPEG file format
Hydrogen peroxide, H2O2 Merck (Darmstadt, Germany)
Laser Laser Quantum Torus 532 laser Wavelength 532 nm; Power 390 mW; Coherence length 10 m
LED lasers
Malonic acid, C3H4O4 AcrEquation 10s Organics (Geel, Belgium)
Manganese sulphate,  MnSO4 Fluka (Buchs, Switzerlend)
Nonlinear optical microscope IPB
Optical accessories Thorlab
Optical spectroscope
Optical table Thorlabs TOP450II PTR52509 dimensions 2000*1250*310 mm
Perchloric acid, HClO4 Merck (Darmstadt, Germany)
Potassium iodate, KIO3 Merck (Darmstadt, Germany)
Software Home-build software made by one of the authors: Dusan Grujic. This software was conducted in partial fulfillment of the requirements for the PhD deegree of D.G.
Thermal camera Flir A65 640x512 pixel; Thermal resolution 50 mK
Video camera Nikon 1v3 18.4 Mpixel; 60 fps

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Pietrzyk, D. J., Frank, C. W. Development of an analytical method. Analytical Chemistry. , 10-19 (1979).
  2. Ostrovsky, Y. I., Shchepinov, V. P., Yakovlev, V. V. Holographic Interferometry in Experimental Mechanics. 60, Springer. (2013).
  3. Pedrini, G., Osten, W., Gusev, M. E. High-speed digital holographic interferometry for vibration measurement. Applied Optics. 45 (15), 3456-3462 (2006).
  4. Pantelić, D. V., Grujić, D. Ž, Vasiljević, D. M. S. ingle-beam dual-view digital holographic interferometry for biomechanical strain measurements of biological objects. Journal of Biomedical Optics. 19 (12), 127005 (2014).
  5. Grujić, D., et al. Infrared camera on butterfly's wing. Optics Express. 26 (11), 14143-14158 (2018).
  6. Mouchet, S. R., Deparis, O. Natural Photonics and Bioinspiration. , Artech House. (2021).
  7. Pagnacco, M. C., et al. Spontaneous symmetry breaking: the case of crazy clock and beyond. Symmetry. 14, 413 (2022).
  8. Pagnacco, M. C., Maksimovic, J. P., Potkonjak, N. I., Božić, B. Đ, Horvath, A. K. Transition from low to high iodide and iodine concentration states in the Briggs-Rauscher reaction: evidence on crazy clock behavior. The Journal of Physical Chemistry A. 122 (2), 482-491 (2018).
  9. Pagnacco, M. C., Maksimović, J. P., Janković, B. Ž Analysis of transition from low to high iodide and iodine state in the Briggs-Rauscher oscillatory reaction containing malonic acid using Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami (KJMA) theory. Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysts. 123 (1), 61-80 (2018).
  10. Mouchet, S. R., et al. Unveiling the non-linear optical response of Trichtenotoma childreni longhorn bestle. Journal of Biophotonics. 12 (9), 201800470 (2019).
  11. Shimobaba, T., et al. Computational wave optics library for C++: CWO++ library. Computer Physics Communications. 183 (5), 1124-1138 (2012).
  12. Grujic, D. Application of digital holography for detection of infrared radiation on biophotonic structures. , Faculty of Physics, University of Belgrade. Ph. D. Thesis (2022).
  13. Muffoletto, R. P., Tyler, J. M., Tohline, J. E. Shifted Fresnel diffraction for computational holography. Optical Express. 15 (9), 5631-5640 (2007).
  14. Pavlović, D., et al. Naturally safe: Cellular noise for document security. Journal of Biophotonics. 12 (12), 201900218 (2019).
  15. Bray, W. C. A periodic reaction inhomogeneous solution and its relation to catalysis. Journal of the American Chemical Society. 43 (6), 1262-1267 (1921).
  16. Nicolis, G. Self-organization in nonequilibrium systems. Dissipative Structures to Order through Fluctuations. , 339-426 (1977).
  17. Prigogine, I., Hiebert, E. N. From being to becoming: Time and complexity in the physical sciences. Physics Today. 35 (1), 69 (1982).
  18. Nikolova, L., Ramanujam, P. S. Polarization Holography. , Cambridge University Press. (2009).
  19. Haisch, C., Kykal, C., Niessner, R. Photophoretic velocimetry for the characterization of aerosols. Analytical Chemistry. 80 (5), 1546-1551 (2008).
  20. Kononenko, V. L., et al. Feasibility studies on photophoretic effects in field-flow fractionation of particles. Journal of Liquid Chromatography & Related Technologies. 20 (16-17), 2907-2929 (1997).
  21. Zhang, X., Bar-Ziv, E. A novel approach to determine thermal conductivity of micron-sized fuel particles. Combustion Science and Technology. 130 (1-6), 79-95 (1997).

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Química Edição 181
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Simovic-Pavlovic, M., Pagnacco, M.More

Simovic-Pavlovic, M., Pagnacco, M. C., Grujic, D., Bokic, B., Vasiljevic, D., Mouchet, S., Verbiest, T., Kolaric, B. Uncovering Hidden Dynamics of Natural Photonic Structures Using Holographic Imaging. J. Vis. Exp. (181), e63676, doi:10.3791/63676 (2022).

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