自然界中复杂非平衡态动力学行为的产生源自体系内部生化反应-扩散-力三者的相互耦合,对其研究有利于加深对自然界复杂时空自组织现象产生或生化体系信号传递的理解,为研究生命体各种节律行为的动力学本质奠定基础。非线性化学反应耦合活性物质仿生自然界中各种复杂生化动力学行为已成为系统化学领域的研究热点,其系统内部反应-扩散-力耦合引起的复杂的动力学分岔行为的研究工作将为各种复杂行为的设计提供研究基础。Belousov-Zhabotinsky（BZ）反应在空间或时间上均可产生丰富的非线性动力学行为,通过与软物质凝胶耦合可将化学能转化为机械能,从而产生更加持久、稳定且复杂的动力学行为,是良好的仿生动力学模型。本文选用铁络合物催化剂制备新型BZ凝胶,通过控制底物浓度探索凝胶体系中混合模式分岔行为的影响,并详细分析了混合模式动力学行为产生的原因。首先,本文通过对邻菲罗啉铁改性引入双键制备铁（II）（5-丙烯酰基-1,10-菲罗啉）双（1,10-菲罗啉）硫酸盐催化剂,通过热聚合法合成BZ-Fe（III/II）自振荡凝胶。凝胶合成过程中通过对比N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）和聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）两种交联剂构成的自振荡凝胶的响应性能、均相不同催化剂浓度下的振荡信号,探寻最优自振荡凝胶的合成配比为:MBA浓度为3.0 mg·m L-1、Fe（phen）32+浓度为1.5 m M,同时根据温敏曲线确定实验温度为20 oC时,此条件下凝胶氧化还原颜色均匀,膨胀收缩率较大,具有疏松的多孔结构和良好的弹性力。其次,通过控制底物浓度研究了凝胶体系中脉冲波的局点动力学分岔行为。实验发现脉冲波传递过程中局点动力学存在混合模式分岔现象,通过增加MA浓度,局点振荡分岔路径为1~0→1~1→1~2→1~3→1~4→混沌;当增加体系HNO3浓度时,混合模式分岔路径为1~0→1~1→1~2→1~3→1~4→1~2→1~0;增加Na Br O3浓度,混合模式分岔路径为1~0→1~2→1~4→1~01~2→1~2→1~0。在凝胶反应体系,反应、扩散和凝胶弹性力的相互耦合使得体系产生复杂动力学分岔行为,反应物浓度改变导致化学反应正负反馈环强弱改变,从而改变凝胶的金属催化剂价态,进一步调节凝胶的膨胀收缩,三者相互耦合是复杂振荡产生的可能因素。最后,本文分别研究均相反应体系、反应-扩散体系和反应-扩散-力体系的时空动力学行为。研究表明在同样实验条件下,均相体系和反应-扩散体系仅产生简单振荡,反应-扩散-力体系才表现出混合模式分岔行为,进一揭示了裸露自振荡凝胶混合模式化学波信号产生的原因为反应、扩散和凝胶弹性力的相互耦合,为化学波的调控提供了新思路,也为凝胶马达以及新型制动器的设计提供了实验指导。该论文有图38幅,表7个,参考文献137篇。