Fakulta matematiky, fyziky
a informatiky
Univerzity Komenského v Bratislave

Štúdium interakcií elektrónov a iónov s molekulami medzi najúspešnejšími projektami

Projekt zameraný na výskum reakčných mechanizmov elektrónov a iónov s molekulami v elektrických výbojoch bol agentúrou na podporu výskumu a vývoja zaradený do projektov s vynikajúcou úrovňou.


02. 03. 2017 13.41 hod.
Od: Veronika Medvecká

Agentúra na podporu výskumu a vývoja (APVV) vydala druhé vydanie publikácie s výberom najúspešnejších ukončených projektov zo všeobecnej výzvy VV 2011. Jedným z nich je aj projekt zameraný na výskum reakčných mechanizmov elektrónov a iónov s molekulami v elektrických výbojoch riešený na Oddelení fyziky plazmy na Katedre experimentálnej fyziky pod vedením prof. Štefana Matejčíka.

Projekt bol venovaný štúdiu elementárnych procesov prebiehajúcich v elektrických výbojoch a v plazme pri interakcii elektrónov a iónov s molekulami v nízkoteplotnej a vysokoteplotnej plazme (H2, CH4, C2H2), atmosférickej plazme (N2, N2O), ako i molekulami zaujímavými z hľadiska moderných technológií a nanotechnológií (kovoorganické zlúčeniny typu Fe(CO)5, W(CO)6, NiNO(CO)4…).

Získané výsledky nachádzajú uplatnenie v rôznych oblastiach plazmových technológií, nanotechnológiách, biológii, ale aj v analytických metódach. Štúdium interakcie elektrónov s molekulami H2, D2, CH4, C2H2 je významné z hľadiska využitia a diagnostiky vysokoteplotnej plazmy v jadrovej fúzii (tokamaky) ale aj v oblasti astrofyzikálnych pozorovaní [1].

Interakcie elektrónov a iónov s organometalickými molekulami, ktoré boli v rámci projektu študované, sú relevantné v oblasti depozície nanoštruktúr tzv. FEB a FIB (focused electron and ion beam) metódami [2].

Štúdium iónových procesov a metód vzorkovania plynných, kvapalných látok a povrchov pomocou hmotnostnej a iónovej pohyblivostnej spektrometrie viedlo k vývoju nových vysokocitlivých a rýchlych analytických metód pre aplikáciu v oblasti bezpečnosti (detekcia výbušnín), životného prostredia (detekcia prchavých organických látok), monitoringu výrobných procesov a kvality, či medicíny a biológie (detekcia aminokyselín a peptidov) [3, 4].

V rámci projektu boli študované aj vlastnosti mikrovýbojov, ktoré je možné využiť pri vývoji nových typov plazmových zdrojov najmä pre aplikáciu v medicíne, biológii a materiálových technológiách [5]. Taktiež bol skonštruovaný zdroj plazmy, tzv. plazmové pero, ktoré bolo skúmané pri dekontaminácii kvasiniek candida albicans

[1] Danko, M; Orszagh, J; Durian, M; Kocisek, J; Daxner, M; Zottl, S; Maljkovic, JB; Fedor, J; Scheier, P; Denifl, S; Matejcik, S: Electron impact excitation of methane: determination of appearance energies for dissociation products; JOURNAL OF PHYSICS B-ATOMIC MOLECULAR AND OPTICAL PHYSICS, Vol. 46, (2013)  

[2] Engmann, S; Stano, M; Matejcik, S; Ingolfsson, O: Gas phase low energy electron induced decomposition of the focused electron beam induced deposition (FEBID) precursor trimethyl (methylcyclopentadienyl) platinum(IV) (MeCpPtMe3),  PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS, Vol. 14, Issue 42, pp. 14611-14618, (2012)

[3] Sabo, M; Matejcik, S: Corona Discharge Ion Mobility Spectrometry with Orthogonal Acceleration Time of Flight Mass Spectrometry for Monitoring of Volatile Organic Compounds, ANALYTICAL CHEMISTRY, Vol. 84, Issue 12, pp. 5327-5334, (2012)

[4] Sabo, M; Malaskova,; Matejcik, S: Laser desorption with corona discharge ion mobility spectrometry for direct surface detection of explosives; ANALYST, Vol. 139, Issue 20, pp. 5112-5117

[5] Radmilovic-Radjenovic, M; Radjenovic, B; Matejcik, S; Klas, M: Field-emission-driven direct current hydrogen discharges in microgaps, EUROPHYSICS LETTERS, Vol. 103, Issue 4, (2013) 

 

Popisy obrázkov:
Obr. 1: Emisné spektrum molekuly Fe(CO)5 indukované monochromatickými elektrónmi
Obr. 2: Rozklad aminokyselín pomocou plazmového pera pri atmosférickom tlaku detegovaný iónovým pohyblivostným spektrometrom
Obr. 3: Schéma hmotnostnej spektrometrie