Ћир    Lat    Eng
 

Grupa za nelinearnu dinamiku

 

OBLAST ISTRAŽIVANJA / NAZIV ISTRAŽIVAČKE GRUPE

Grupa za nelinearnu dinamiku

KRATAK OPIS ISTRAŽIVANJA

Danas se zna da je svet u kome živimo, uključujući i nas same, rezultat samoorganizacije nelinearnih sistema udaljenih od ravnoteže. Predviđanje ponašanja takvih sistema a i stvaranje novih dinamičkih struktura (od monostabilnih preko oscilatornih do haotičnih), moguće samo pomoću modeliranja. Imajući to u vidu, istraživanja obuhvaćena Grupom za nelinearnu dinamiku Fakulteta za fizičku hemiju usmerena su ka proučavanju dinamike složenih nelinearnih reakcionih sistema – hemijskih, fizičkohemijskih, biohemijskih. Pomoću eksperimentalnih istraživanja u uslovima zatvorenog i otvorenog reaktora (koja se u pojedinim slučajevima realizuju i u prisustvu mikrotalasnog,  ultrazvučnog i magnetnog polja), postavljanja modela i numeričkih simulacija, Grupa se bavi istraživanjem brojnih dinamička stanja posmatranih reakcionih sistema, kao i istraživanjem potencijalnih primena dobijenih rezultata.

Konkretno, eksperimentalno polje rada Grupe obuhvata proučavanje dinamičkih stanja koja se pod različitim uslovima mogu realizovati u dobro poznatim i okarakterisanim nelinearnim oscilatornim reakcionim sistema: pre svega u Bray-Liebhafsky reakciji, ali i Belousov-Zhabotinsky i Briggs-Rauscherovoj reakciji. Sistematskim ispitivanjem ovih model-sistema pod različitim uslovima (otvoreni/zatvoreni reaktor; promenom vrednosti spoljnjih uslova poput temperature, jačine elektomagnetnog ili ultrazvučnog polja; različitim početnim početnim koncentracijama reakcione smese; pri delovanju različitih spoljnjih perturbatora poput bioloških metabolita ili droga), grupa je uspela da okarakteriše bogatstvo različitih neravnotežnih dinamičkih stanja (bistabilnost, proste periodične oscilacije, osilacije mešanih modova, haotična stanja), zatim bifurakcije između tih stanja, kao i njihovu globalnu vremensku evoluciju. Ova istraživanja, kao i njihova generalizacija na druge nelinerane reakcione sisteme, omogućuju postuliranje mehanizama kojima se realizuju povratne sprege i složeni nelinearni odnosi u neravnotežnim sistemima. Dodatno, korišćenjem navedenih oscilatornih reakcija kao analitičke matrice, Grupa je dala značajan doprinos u razvoju metoda za kvantitativnu analizu različitih supstanicija i farmaceutskih proizvoda, uključujući biološke metabolite i droge.

Na bazi dobijenih eksperimentalnih rezultata grupa se bavi i modeliranjem mehanizama i numeričkim simulacijama navednih oscilatornih sistema, analizom stabilnosti tih modela, njihovom bifurkacionom analizom, kao i analizom njihovog odgovora na različite perturbatore. Poseban doprinos Grupa je dala u razvoju Analize stehiometrijskih mreža (eng. Stoichiometric Network Analysis-SNA), važne matematičke metode za analizu stabilnosti reakcionih modela kod kojih su brzine predstavljene stepenim funkcijama koncentracije.  Grupa se takođe bavi i modeliranjem i numeričkim simulacijama fizioloških sistema, pre svega neuroendokrine hipotalamo-hipofizno-adrenalne osovine (eng. HPA axis), na osnovu kojih je moguće izučavati poremećena dinamička stanja ovog neuroendokrinog sistema uslovljena psihogenim stresom, kao i promenom nivoa holesterola, alkohola i testosterona u krvi.

ČLANOVI ISTRAŽIVAČKE GRUPE

dr Ljiljana Kolar-Anić, profesor emeritus

dr Dragomir Stanisavljev, redovni profesor

dr Maja Panjako (Pagnacco, rođena Milenković), naučni saradnik

dr Stevan Maćešić, naučni saradnik

dr Jelena Maksimović, istraživač saradnik

dr Itana Nuša Bubanja, istraživač saradnik

dr Ana Stanojević, asistent i istraživač saradnik

master Kristina Stevanović, istraživač saradnik

dr Vladimir Marković, asistent i naučni saradnik

SPISAK DOSTUPNE ISTRAŽIVAČKE OPREME

  • Diode array spectrophotometer with stopped flow accessory.

  • Continuous stirred tank reactor with electrochemical monitoring system

SARADNJA I PROJEKTI

Partnerske institucije

  • Institut za hemiju, tehnologiju i metalurgiju (IHTM), Univerzitet u Beogradu, Srbija
  • Farmaceutski fakultet, Univerzitet u Beogradu, Srbija
  • Istraživačko razvojni centar za bioinženjering BIOIRC d.o.o., Kragujevac, Srbija
  • Institut za opštu i fizičku hemiju, Beograd, Srbija
  • Karolinska institutet, Švedska
  • School of Engineering, Newcastle University, Ujedinjeno Kraljevstvo

Nacionalni projekti

  • „Dinamika nelinearnih fizičkohemijskih i biohemijskih sistema sa modeliranjem i predviđanjem njihovih ponašanja pod neravnotežnim uslovima“, OI-172015, Ministarstvo prosvete, nauke i tehnološkog razvoja, Fakultet za fizičku hemiju, Univerzitet u Beogradu, Srbija

Međunarodni projekti

  • EPSRC Healthcare Technologies Impact Fellowships EP/N033655/1
  • ‘’Personalised Pulsatile Materials (PPM)’’, Newcastle Univesrsity, Ujedinjeno Kraljevstvo

PUBLIKACIJE

Monogorafije, radovi u tematskim zbornicima

  • Ljiljana Kolar-Anić, Slobodan Anić, Željko Čupić, Ana Ivanović-Šašić, Nataša Pejić, Slavica Blagojević, Vladana Vukojević, Chapter 23 Oscillating Reactions, in Encyclopedia of Physical Organic Chemistry, 6 Volume Set, Zerong Wang (Editor), Uta Wille (Associate Editor), Eusebio Juaristi (Associate Editor), ISBN: 978-1-118-47045-9, Volume 2, Part 2 Organic Reactions and Mechanisms, p.p. 1127-1222. (February 2017) http://eu.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-1118470451.html#
  • Željko Čupić, Vladimir Marković, Ana Ivanović, Ljiljana Kolar-Anić, Modeling of the Complex Nonlinear Processes: Determination of the Instability Region by the Stoichiometric Network Analysis, in: Christopher R. Brennan, Ed. Mathematical Modelling, Nova Science Publishers Inc., New York, 2013, pp. 111-178, (ISBN: 978-1-61209-651-3)

Radovi objavljeni u međunarodnim časopisima

  • I. N. Bubanja, T. Bánsági Jr. and A. F. Taylor, KINETICS OF THE UREA–UREASE CLOCK REACTION WITH UREASE IMMOBILIZED IN HYDROGEL BEADS, Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis, (2017) DOI: 10.1007/s11144-017-1296-6 (in press)
  • Maja C. Pagnacco, Jelena P. Maksimović, Bojan Ž. Janković, 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 Catalysis (2017), DOI: 10.1007/s11144-017-1288-6 (in press)
  • A. Stanojević, V. M. Marković, S. Maćešić, Lj. Kolar-Anić, V. Vukojević, KINETIC MODELLING OF TESTOSTERONE-RELATED DIFFERENCES IN THE HYPOTHALAMIC–PITUITARY–ADRENAL AXIS RESPONSE TO STRESS”, Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis (2017). https://doi.org/10.1007/s11144-017-1315-7 (in press)
  • I. N. Bubanja, M. C. Pagnacco, J. P. Maksimović, K. Stevanović and D. Stanisavljev, DIFFERENT INFLUENCES OF ADRENALINE ON THE BRAY-LIEBHAFSKY AND BRIGGS-RAUSCHER IODATE BASED OSCILLATING REACTIONS, Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis, (2017) DOI: 10.1007/s11144-017-1305-9 (in press)
  • M. C. Pagnacco, M. D. Mojović, A. Popović-Bijelić, A. K. Horvath, INVESTIGATION OF THE HALOGENATE-HYDROGEN PEROXIDE REACTIONS USING THE ELECTRON PARAMAGNETIC RESONANCE SPIN TRAPPING TECHNIQUE, J. Phys. Chem. A, 121, (2017) 3207-3212.
  • D. Stanisavljev, G. Gojgić-Cvijović, I. N. Bubanja, SCRUTINIZING MICROWAVE EFFECTS ON GLUCOSE UPTAKE IN YEAST CELLS, European Biophysics Journal, 46 (2017) 25–31.
  • Kristina Z. Stevanovic, Itana Nuša M. Bubanja, Dragomir R. Stanisavljev, DOMINATION OF THERMODYNAMICALLY DEMANDING OXIDATIVE PROCESSES IN REACTION OF IODINE WITH HYDROGEN PEROXIDE, Chemical Physics Letters, 684 (2017) 257–261.
  • A. Stanojević, V. M. Marković, Ž. Čupić, V. Vukojević, Ljiljana Kolar-Anić, MODELLING OF THE HYPOTHALAMIC-PITUITARY-ADRENAL AXIS PERTURBATIONS BY EXTERNALLY INDUCED CHOLESTEROL PULSES OF FINITE DURATION AND WITH ASYMMETRICALLY DISTRIBUTED CONCENTRATION PROFILE, Russian Journal of Physical Chemistry A, 91 (2017) 112-119. doi: 10.1134/S0036024417130027
  • Ž. Čupić, A. Stanojević, V. M. Marković, Lj. Kolar-Anić, L. Terenius, V. Vukojević, THE HPA AXIS AND ETHANOL: A SYNTHESIS OF MATHEMATICAL MODELLING AND EXPERIMENTAL OBSERVATIONS, Addiction Biology, 22 (2016) 1486-1500. doi: 10.1111/adb.12409.
  • M. R. Gizdavic-Nikolaidis, M. M. Jevremovic, M. Milenkovic, M. C. Allison, D. R. Stanisavljev, G. A. Bowmaker, and Z. D. Zujovic, HIGH YIELD AND FACILE MICROWAVE- ASSISTED SYNTHESIS OF CONDUCTIVE H2SO4 DOPED POLYANILINES, Materials Chemistry and Physics, 173 (2016) 255-261. DOI:10.1016/j.matcchemphys.2016.02.11
  • Abulseoud Osama A, Ho Man Choi, Choi Doo-Sup, Stanojević Ana, Čupić Željko, Kolar-Anić Ljiljana, Vukojević Vladana, Corticosterone oscillations during mania induction in the lateral hypothalamic kindled rat-Experimental observations and mathematical modeling, PLoS One, 12 (2017) e0177551.
  • I. N. Bubanja, S. Maćešić, A. Ivanović-Šašić, Ž. Čupić, S. Anić, Lj. Kolar-Anić, Intermittent chaos in the Bray-Liebhafsky oscillator. Temperature dependence, Physical Chemistry Chemical Physics, 18 (2016) 9770-9778. DOI: 10.1039/C6CP00759G
  • Branislav Stanković, Željko Čupić, Stevan Maćešić, Nataša Pejić, Ljiljana Kolar-Anić, Complex bifurcations in the oscillatory reaction model, Chaos Solitons and Fractals: the interdisciplinary journal of Nonlinear Science, 87 (2016) 84–91. doi.org/10.1016/j.chaos.2016.03.013
  • Vladimir M. Marković, Željko Čupić, Stevan Maćešić, Ana Stanojević, Vladana Vukojević, Ljiljana Kolar-Anić, Modelling cholesterol effects on the dynamics of the hypothalamic–pituitary–adrenal (HPA) axis, Mathematical Medicine and Biology, 33 (2016) 1-28.
  • Željko Čupić, Vladimir M. Marković, Stevan Maćešić, Ana Stanojević, Svetozar Damjanović, Vladana Vukojević, Ljiljana Kolar-Anić, Dynamic transitions in a model of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis, Chaos, 26 (2016) 033111. doi: 10.1063/1.4944040
  • Stevan Maćešić, Željko Čupić, Slobodan Anić, Ljiljana Kolar-Anić, Autocatalator as the source of instability in the complex non-linear neuroendocrine model, International Journal of Non-Linear Mechanics 73 (2015) 25-30. doi 10.1007/s13738-014-0447-1.
  • Olga M. Jakšić, Danijela V. Ranđelović, Zoran S. Jakšić, Željko D. Čupić, Ljiljana Z. Kolar-Anić, Plasmonic sensors in multi-analyte environment: Rate constants and transient analysis, Chemical Engineering Research and Design, 92 (2014) 91-101.
  • Olga M. Jakšić, Zoran Jakšić, Željko D. Čupić, Danijela V. Ranđelović, Ljiljana Z. Kolar-Anić, Fluctuations in Transient Response of Adsorption-Based Plasmonic Sensors, Sensors & Actuators: B. Chemical, 190 (2014) 419-428.
  • Dragomir R. Stanisavljev, Zoran Velikić, Dragan S. Veselinović, Nevena V. Jacić, Maja C. Milenković, BRAY–LIEBHAFSKY OSCILLATORY REACTION IN THE RADIOFREQUENCY ELECTROMAGNETIC FIELD, Chemical Physics, 441 (2014) 1–4.
  • Ž. Čupić, A. Ivanović-Šašić, S. Anić, B. Stanković, J. Maksimović, Lj. Kolar-Anić, G. Schmitz, Tourbillion in the Phase Space of the Bray-Liebhafsky Nonlinear Oscillatory Reaction and Related Multiple-Time-Scale Model, MATCH Commun. Math. Comput. Chem., 69 (2013) 805-830.
  • Ž. D. Čupić, Lj. Z. Kolar-Anić, S. R. Anić, S. R. Maćešić, J. P. Maksimović, M. S. Pavlović, M. C. Milenković, I. Nuša M. Bubanja, E. Greco, S. D. Furrow and R. Cervellati, Regularity of Intermittent Bursts in Briggs-Rauscher Oscillating Systems with Phenol, Helvetica Chimica Acta, 97 (2014) 321-333
  • N. Pejić, S. Blagojević, N. Sarap, J. Maksimović, S. Anić, Ž. Čupić, Lj. Kolar-Anić, Perturbations of the Dushman reaction with piroxicam: experimental and model calculations, Helvetica Chimica Acta., 97 (2014) 47-55, doi: 10.1002/hlca.201300109.
  • Nataša D. Pejić, Nataša B. Sarap, Jelena P. Maksimović, Slobodan R. Anić, Ljiljana Z. Kolar-Anić, Pulse perturbation technique for determination of piroxicam in pharmaceuticals using an oscillatory reaction system, Cent. Eur. J. Chem. 11 (2013) 180-188.
  • Nataša Pejić, Ljiljana Kolar-Anić, Jelena Maksimović, Marija Janković, Vladana Vukojević, Slobodan Anić, Dynamic transitions in the Bray–Liebhafsky oscillating reaction. Effect of hydrogen peroxide and temperature on bifurcation, Reac. Kinet. Mech. Cat, 2016 118 (1):15-26, DOI 10.1007/s11144-016-0984-y.
  • Stevan Maćešić, Željko Čupić, Ljiljana Kolar-Anić, Bifurcation analysis of the reduced model of Bray–Liebhafsky reaction, Reac. Kinet. Mech. Cat, 118 (2016) 39-55 Erratum 57-57. DOI: 10.1007/s11144-016-1000-2
  • Željko Čupić, Ana Ivanović-Šašić, Stevan Blagojević, Slavica Blagojević, Ljiljana Kolar-Anić, Slobodan Anić, Return maps analysis of the highly nonlinear Bray-Liebhafsky reaction model, Reac. Kinet. Mech. Cat, 118 (2016) 27-38. DOI: 10.1007/s11144-016-0998-5
  • S. N. Blagojević, Ž. Čupić, A. Ivanović-Šašić and Lj. Kolar-Anić, Mixed-mode Oscillations and Chaos in Return Maps of an Oscillatory Chemical Reaction, Russian Journal of Physical Chemistry A, 13 (2015) 2349-2358.
  • Stevan R. Maćešić, Željko D. Čupić, Slavica M. Blagojević, Nataša D. Pejić, Slobodan R. Anić and Ljiljana Z. Kolar-Anić, Current rates and reaction rates in the Stoichiometric Network Analysis (SNA), Open Chem. (Central European Journal of Chemistry), 13 (2015) 591–599.
  • Olga Jakšić, Ivana Jokić, Zoran Jakšić, Željko Čupić and Ljiljana Kolar-Anić, Adsorption-induced fluctuations and noise in plasmonic metamaterial devices, Phys. Scr. T, 162 (2014) 014047
  • S. M. Blagojević, S. R. Anić, Ž. D. Čupić, S. N. Blagojević, Lj. Z. Kolar-Anić, Numerical Evidence of Complex Nonlinear Phenomena of the Belousov-Zhabotinsky Oscillatory Reaction under Batch Conditions, Russian Journal of Physical Chemistry A, 87 (2013) 2140-2145.
  • O. M. Jakšić, Ž. D. Čupić, Z. S. Jakšić, D. V. Ranđelović and Lj. Z. Kolar-Anić, Monolayer Gas Adsorption in Plasmonic Sensors: Comparative Analysis of Kinetic Models, Russian Journal of Physical Chemistry A, 87 (2013) 2134-2139.
  • S. Maćešić., Ž. Čupić, Lj. Kolar-Anić, Model of the nonlinear reaction system with autocatalysis and autoinhibition: Stability of dynamic states, Hemijska industrija, 66 (2012) 637-646.
  • N. D. Pejić, J. P. Maksimović, S. M. Blagojević, S. R. Anić, Ž. D. Čupić, Lj. Z. Kolar-Anić, Kinetic Analytical Method for Determination of Uric Acid in Human Urine using Analyte Pulse Perturbation Technique, J. Braz. Chem. Soc., 23 (2012) 1450-1459.
  • Maja C. Milenković, Dragomir R. Stanisavljev, ROLE OF FREE RADICALS IN MODELING THE IODIDE PEROXIDE REACTION MECHANISM, The journal of physical chemistry A, 116 (2012) 5541-5548.
  • N. Pejić, S. Anić, Lj. Kolar-Anić, Analytical Applications of Oscillatory Chemical Reactions: Determination of Some Pharmaceuticaly and Biologically Important Compounds (Review), Hemijska industrija, 66 (2012) 153-164.

 

 
 
 
MENI