Self-organizasyon, düzensiz
açık sistemlerde kesiksiz enerji ve madde akışıyla kendiliğnden (doğal) düzenli
mekânsal veya zamansal yapıların oluşmasıdır.
Bir sistemde herhangi
bir düzenli yapı oluşmasıyla sonuçlanan çeşitli self-organizasyon reaksiyon
tipleri vardır. Bazı durumlarda self-organizasyon, bir sistem içinde herhangi
bir düzenli yapının oluştuğu herhangi bir proses olarak anlaşılır. Dışardan
yoğun enerji akışı olduğunda, doğal olarak self- organizasyon dağınık yapılar
meydana gelir.
Self-organizasyon prosesin başlatılmasının zorunlu şartı,
mesafe veya zamanın fonksiyonu olarak minimum enerjinin oluştuğu aynı boyutta
birkaç (en az iki) zıt gradient alan bulunmasıdır.
Çeşitli
self-organizasyon prosesi vardır; en çok bilinenler Liesegang halkaları,
Marangoni etkisi, Belousov-Zhabotinsky reaksiyonu, ve Benard hücrelerdir
(Şekil-1). Self-organizasyon prosesinde
temel problem prosesin kontrolüdür. Yeterli proses kontrolü, önceden
belirlenmiş fizyokimyasal özelliklerde fonksiyonal nanomalzemelerin
geliştirilmesine ve bu tür malzemelere dayanan nanocihazları üretimine olanak
verir (Şekil-2).
Şekil-1: (a) Marangoni kuvvet uygulamasıyla hücresel düzenli yapı oluşumu, (b) bir ince tabaka jelatinde (Belousov-Abotinski reaksiyonunda) otodalgalanmalar ve dalgalar, (c) Benard hücreleri; alttan ısıtılan ve üstten soğutulan (veya tersi) bir tabakada sıvı damlaların oluşması
Şekil-2: Hidrotermal bir işlem(200 0C) sırasında mikron boyutlu Nb3O7(OH) küplerin self-organizasyonu; başlangıçtaki amorf küpler derece derece düzenli 3D mesh kristalin nanotellere transfer olur
