How imperfect mixing and differential diffusion accelerate the rate of nonlinear reactions in microfluidic channels

In this paper, we show experimentally that inside a microfluidic device, where the reactants are segregated, the reaction rate of an autocatalytic clock reaction is accelerated in comparison to the case where all the reactants are well mixed. We also find that, when mixing is enhanced inside the microfluidic device by introducing obstacles into the flow, the clock reaction becomes slower in comparison to the device where mixing is less efficient. Based on numerical simulations, we show that this effect can be explained by the interplay of nonlinear reaction kinetics (cubic autocatalysis) and differential diffusion, where the autocatalytic species diffuses slower than the substrate.

Metadaten
Verfasserangaben:	Robert Raimund Niedl GND, Igal Berenstein, Carsten Beta ORCiD GND
URN:	urn:nbn:de:kobv:517-opus4-95810
Schriftenreihe (Bandnummer):	Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe (253)
Publikationstyp:	Postprint
Sprache:	Englisch
Datum der Erstveröffentlichung:	10.02.2016
Erscheinungsjahr:	2016
Veröffentlichende Institution:	Universität Potsdam
Datum der Freischaltung:	15.09.2016
Freies Schlagwort / Tag:	arsenious acid; fronts; paper; poly(dimethylsiloxane); scale; systems
Erste Seite:	6451
Letzte Seite:	6457
Quelle:	Phys.Chem.Chem.Phys. (2016) Nr. 18, S. 6451-6457. - DOI: 10.1039/c6cp00224b
Organisationseinheiten:	Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Chemie
DDC-Klassifikation:	5 Naturwissenschaften und Mathematik / 54 Chemie / 540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
Peer Review:	Referiert
Publikationsweg:	Open Access
Lizenz (Englisch):	Creative Commons - Namensnennung 3.0 Unported
Externe Anmerkung:	Bibliographieeintrag der Originalveröffentlichung/Quelle