1.) A „Nonlinear and Complex Systems in Chemistry and Biology” európai hálózat budapesti konferenciáját Stefan Müllerrel együtt szervezte „Spatio-temporal dynamics in nonlinear and complex reactions” címmel 1995. január 20. és 22. között.

2.) Magyar-Japán kooperációban OMFB TÉT támogatással Tomohiko Yamaguchival együtt szervezte a „Complex chemical dynamics in polymer matrices” konferenciát 1997. szeptember 19. és 23. között Budapesten.

3.) Steven K. Scott angol és Friedmann Schneider német professzorokkal európai hálózatot hoztak létre „Nonlinear chemistry in complex reactors” („REACTOR”) címmel, amely hálózat az Európai Tudományos Alap (European Science Foundation) támogatását élvezi, és 2000 januárjától működik. 2000-2003 január: a Steering Comitte tagja. 2003 januárjában ő szervezte a hálózat budapesti konferenciáját. 2003 januárjától a Steering Committee elnöke.

Tudományos kutatómunka

Diplomamunkáját dr. Hegedűs Dezső vezetésével a BME Általános és Analitikai Kémia Tanszékén készítette neutron aktivációs analízis témakörében. Ebbe a kutatásba még mint diákkörös hallgató kapcsolódott be, és a munkából később egy publikáció is született [2].

Az egyetem elvégzése után a BME Fizikai Kémia Tanszékén Dr. Gyarmati István irányításával a transzportfolyamatok fizikokémiájával kezdett el foglalkozni, és sugárkémiai tapasztalatait hasznosítva radioaktív nyomdiffúzió méréseket végzett. 1965 és 1976 között új mérési és kiértékelési módszereket fejlesztett ki [1, 5-8, 26]. Műszaki doktori értekezését is erről írta 1973-ban. Két alkalommal összesen fél évet töltött a Helsinki University of Technology Fizikai Kémia Tanszékén ilyen kutatásokkal, ahol Simo Liukkonennel és Pentti Passiniemivel dolgozott. E témakörben elért legfontosabb eredménye a diffúziós kísérletekben alkalmazandó optimális mérési elrendezés elvének a felismerése [6], és ezen elv alkalmazása egy új mérési módszer kidolgozásában [1, 7, 8].

Az alapkutatásokon kívül Dr. Oláh Károly mellett gázkromatográfiás detektorokkal, tehát alkalmazott kutatásokkal is szívesen foglalkozott. Ennek során egyebek között egy a membrántranszportra épülő légszennyezésmérési módszert fejlesztettek ki, amely több országban (pl. USA [25]) is szabadalmi oltalmat kapott.

Oszcillációs reakciókkal kapcsolatos kutatásait 1976-ban kezdte, és azóta is az egyik fő érdeklődési köre az oszcilláló Belouszov-Zsabotyinszkij (BZ) reakció mechanizmusa. E területen több olyan fontos eredmény fűződik a nevéhez, mint például a szénmonoxid fejlődés kimutatása a klasszikus BZ reakcióban [11], az oxálsav szubsztrátumos BZ oszcillátor [14] és az ezüst ion perturbált BZ rendszer [16] felfedezése. 1981-82-ben egy évet töltött az Arlingtoni Állami Egyetem (Texas, USA) Fizikai Kémia Tanszékén Schelly Zoltán professzornál. Itt ionszelektív elektródokkal követte a kémiai oszcillációkat, és új elméletet dolgozott ki, amely a megmagyarázta a korrozív oszcilláló rendszerekbe merülő ionszelektív elktródok potenciálválaszát [32, 33]. Elsőként mérte meg a brómossavnak (a BZ reakció egyik autokatalitikus intermedierjének) a diszproporcionálódási sebességét, és bebizonyította [33], hogy az ezerszer lassúbb folyamat, mint azt korábban feltételezték. Ez a felfedezése végülis a BZ reakció valamennyi sebességi állandójának a revíziójához vezetett, amelyet Richard J. Field amerikai és Horst-Dieter Försterling német professzorok végeztek el.

1985 óta működik együtt H.D. Försterlinggel (Marburg), akivel közösen kutatják a BZ reakció mechanizmusát. 1988-ban ESR mérésekkel egy új negatív visszacsatolási hurkot fedeztek fel [63], és erre alapozva a nem-bromid szabályozott oszcillátorokra egy új mechanizmust javasoltak, az ún. Radikalátor modellt [69]. Felismerték, hogy a szerves szabad gyökök fontos szerepet játszanak a BZ reakcióban. HPLC, GC-MS és NMR technikákkal kimutatták, hogy e szerves gyökök másként reagálnak, mint azt korábban gondolták, és megtalálták ezen gyökök rekombinációs termékeit [87, 93, 100, 103]. A BZ reakcióval kapcsolatos felfedezéseiről kétszer, 1991-ben és 1999-ben tartott plenáris nagy előadást az “Oscillations and Chemical Instabilities” tárgykörű Gordon konferencián.

Az oszcillációs reakciók tulajdonképpen a nemlineáris dinamikai rendszerek egy érdekes osztályát alkotják. A nemlináris dinamikai módszerek iránt Noszticzius Zoltán a nyolcvanas évek elején kezdett el érdeklődni. Munkatársaival, Farkas Henrikkel és Wittmann Mariannal több cikket közöltek e tárgykörben. Eredményeik közül kiemelendő az Explodátor modell megalkotása [35, 36, 43], valamint végtelen periódusú bifurkáció felfedezése a BZ reakcióban [41, 48], amelynek a SNIPER bifurkáció nevet adták.

A fenti előzmények után vette fel a kapcsolatot a nemlineáris dinamika egyik legismertebb képvislőjével, Harry L. Swinney professzorral, akinek laboratóriumában több részletben végülis három és fél évet töltött az Austini Állami Egyetem (Texas USA) Fizikai Intézetében. Itt egyrészt a kémiai káosszal foglalkozott, és kevert tankreaktoros (CSTR) kísérleteket végzett. Kimutatta, hogy bizonyos komponensek nyomnyi mennyiségben is hatnak a kaotikus dinamikai viselkedésre, és így ez a viselkedés (az ún. bifurkációs térkép) a kérdéses komponensre illetve hatásmechanizmusára jellemző “ujjlenyomatnak” tekinthető [53, 62]. Györgyi Lászlóval együtt kísérletileg bizonyította, hogy a kémiai káosz forrása valóban a reakciómechanizmusban rejlik, és nem egyéb, külső zavaró tényezőknek tulajdonítható [77].

Austini tartózkodásának legfontosabb eredménye azonban az elso folyamatosan táplált nem kevert reaktor (CFUR) megalkotása [55]. (Ez a legtöbbet idézett közleménye, 1999 végéig 100 hivatkozást kapott.) A gélgyűrű reaktorban körbehaladó kémiai hullámokat hozott létre. Ettől kezdve figyelme a jólkevert homogén rendszerektől egyre inkább az inhomogén reakció-diffúzió rendszerek felé fordult, a kémiai hullámokat és mintázatokat kezdte el tanulmányozni. További CFUR reaktorokat épített, amelyekben kémiai hullámokon [74] kívül stacionárius Turing szerkezetek is megfigyelhetők voltak [78, 81, 82].

Austinból hazatérve a BME Kémiai Fizika Tanszékén amerikai mintára kutatócsoportot hozott létre “Center for Complex and Nonlinear Systems” néven. Munkatársaival jelenleg három fő irányban folytatnak kutatásokat. Egyrészt továbbra is foglalkoznak a BZ reakció mechanizmusával, másrészt kémiai hullámokat tanulmányoznak, végül pedig komplex gélreaktorokat építenek, és ezekben az elektromos térnek a reakció- diffúzió rendszerekre gyakorolt hatását kutatják.

A BZ reakcióban a széndioxid-fejlődést mérve alterntív reakciócsatornákra és karbén intermedierekre derítettek fényt [106], HPLC technikával pedig a BZ reakció újabb fontos részleteit tárták fel [108, 109]. Mindezek alapján kifejlesztették a BZ reakció eddigi legrészletesebb modelljét [112]. Az igen érzékeny és megbízható széndioxid mérési technika biológiai alkalmazásait is kutatják: pl. a SOTE Kórélettani Tanszékével közösen patkánykísérletekben gyomor széndioxid tartalmát mérik, illetve bizonyos szennyvíz, illetve talajbaktériumok gáztermelésének illetve fogyasztásának a mérését tervezik.

A kémiai hullámok tanulmányozásához speciális technikát fejlesztettek ki: a reakció katalizátorát poliszulfon membránon rögzítik [91, 94], és így hoznak létre CFUR típusú reaktorokat. Inhomogén reaktorokban a kémiai hullámok törését, és a geometriai optika más fontos jelenségeinek analógiáit hozták létre [99, 107] , valamint elsőként tudták szabályozni kémiai hullámok amplitúdóját [104]. Ez a szívben lejátszódó analóg hullámjelenségek megértésében játszhat szerepet.

Hidrogél reaktorokban elsőként hoztak létre sav-bázis diódákat [90, 97], illetve legújabban tranzisztorokat [101, 105]. Az ESF „REACTOR” program keretében a témakörben magyar-angol-cseh kooperáció indult [110, 111, 113]. A kutatásokban a kísérletek és a számítógépes modellezés mellett a biológiai alkalmazások lehetőségét is keresik. (A sejtmembránok ioncsatornái mutatnak analóg jelenségeket.)

Ugyancsak az ESF REACTOR program támogatásával magyar-olasz kooperációban kutatják vízoldható polimerek hatását a BZ reakcióra [114, 115]. Eddig 115 közleménye jelent meg, amelyekre több mint 1300 független hivatkozás történt.