Soustava přístrojů umožní sledovat chemické procesy

Budované zařízení je soustavou mnoha nezávislých přístrojů a optických prvků, které tvoří dohromady měřicí systém pulzního spektroskopu. „Nejedná se o komerčně dodávaný přístroj, ale o velmi komplikovaný systém, který se buduje z jednotlivých částí někdy i několik let,“ popisuje výjimečnost projektu profesor Petr Klán z Ústavu chemie PřF.

Jedno ze zařízení, které v laboratoři chemického ústavu na Přírodovědecké fakultě mají, vyvíjeli vědci od roku 2002 na Ústavu fyzikální chemie Basilejské univerzity ve Švýcarsku podle předlohy podobných systémů z Humboldtovy univerzity v Berlíně.

Konfigurace soustavy budované na PřF je unikátní, protože ji vědci z Masarykovy univerzity přizpůsobují konkrétním chemickým systémům, které chtějí studovat. „Navíc je systém modulární, což znamená, že jej můžeme kdykoliv přestavět podle budoucích požadavků,“ dodává Klán. Zařízení nyní sestavuje jeho spolupracovník Dominik Heger. Ten získal zkušenosti právě na Basilejské univerzitě. „Podobné zařízení sloužící ke studiu mechanismů organických fotoreakcí je v České republice ojedinělé,“ poznamenává Klán, který se projektu na PřF věnuje.

Soustavu laserové zábleskové fotolýzy budují vědci i několik let. Dvě taková zařízení už brzy budou sloužit odborníkům na Přírodovědecké fakultě. Foto: Archiv Petra Klana.

V letošním roce vybudují odborníci na PřF MU dva systémy laserové zábleskové fotolýzy, které byly zakoupeny z prostředků dvou výzkumných záměrů ministerstva školství. „Tato zařízení jsou určena k měření změn absorpčních a emisních spekter organických nebo anorganických molekul, které nastanou v časovém intervalu 100 femtosekund (pozn. red.: 10–13 s) až desítek mikrosekund po ozáření velmi krátkým zábleskem světla,“ popisuje Klán. Získaná data umožňují sledovat v reálném čase nejrychlejší fyzikální a chemické události, které se uskutečňují v molekule nebo mezi molekulami.

Technika laserové zábleskové spektroskopie je známá již několik desítek let. „Pozorování chemických a fyzikálních dějů v tak krátkých časových úsecích, jako jsou femtosekundy, bylo umožněno díky vývoji v elektrotechnice a informačních technologiích teprve v posledních letech,“ upozorňuje Petr Klán. Význam techniky podle něj podtrhuje udělení Nobelovy ceny za chemii A. H. Zewailovi v roce 1999 právě za vývoj femtosekundové laserové spektroskopie.

„Výzkum naší fotochemické skupiny zahrnuje mezioborové projekty v oblasti chemie, fyziky a environmentálních věd,“ poznamenává Klán. Jedná se například o syntézu a studium fotochemického chování takzvaných. fotoaktivovatelných molekul, tedy sloučenin, které účinkem světla spouštějí svoji chemickou nebo biologickou aktivitu, nebo mechanistické a environmentální studie fotochemického chování organických sloučenin v matrici ledu a sněhu. „Laserová záblesková fotolýza je pak centrální metodou, která slouží k pochopení všech studovaných dějů a reakcí. Výzkumné úsilí skupiny je podporováno spoluprací s jinými pracovišti z významných univerzit a vědeckých ústavů. Environmentální projekty jsou navíc doplněny terénními studiemi v polárních oblastech,“ dodává Petr Klán.