Kapaliny, elektrony, vakuum a velké ambice. To je recept na výzkum nových metod, které vědcům poskytnou informace, které jinak získat nelze. Průkopnický projekt s názvem Zkoumání a transformace hmoty elektrony v kapalných mikrotryskách získal prestižní grant EXPRO Grantové agentury ČR. Spolupracuje na něm tým chemiků Ústavu fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského Akademie věd ČR a Vysoké školy chemicko-technologické.

Základním principem a cílem projektu je využití proudu elektronů ke zkoumání kapalin ve vakuu, čímž vědci získají unikátní vhled do jejich struktury. A to včetně těch vrstev, které jsou lidskému bádání zatím skryty.

„Jedná se o novou metodu, protože kapalný povrch není kompatibilní s vakuem. My kompatibilitu umožníme díky použití nových kapalných mikrotrysek. Soustředíme se také na to, jaké chemické změny elektrony v kapalinách vyvolají,“ přibližuje projekt Juraj Fedor, vedoucí týmu z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR.

Chemici si od výzkumu slibují i vyvinutí nové analýzy vzorků, která pak bude možné využít v chemickém nebo ve farmaceutickém průmyslu. O jedinečnosti projektu svědčí i to, že hodnotitelé grantu EXPRO letos vybrali k financování v oblasti chemie pouze dva projekty.

Průlom novými metodami

Kapalné mikrotrysky vědci využijí jako unikátní prostředí pro spektroskopické techniky. „Věříme, že námi navrhovaný přístup dokáže poskytnout informace, které jinak získat vůbec nelze, například 
o tzv. opticky zakázaných přechodech. Také si myslíme, že by to mohla být dobrá metoda pro zkoumání povrchů kapalin. Budeme rozvíjet i další směr, využití elektronů z elektronového děla k vyvolání chemických reakcí,“ vysvětluje Petr Slavíček, vedoucí týmu z Vysoké školy chemicko-technologické v Praze.

Týmy Petra Slavíčka a Juraje Fedora budou zkoumat strukturu kapalin technikami neelastického rozptylu (electron energy loss spectroscopy). Kapalné mikrotrysky poslouží také jako unikátní reaktor
– zde se projekt zaměří na reaktivitu zakázaných stavů a na reaktivitu vyvolanou elektrony obecně.

„Nově vyvinuté techniky umožní studium spektroskopie a reaktivity mezifází, které hrají důležitou roli v chemii atmosféry a v radiační chemii,“ říká Petr Slavíček s tím, že součástí projektu je také vývoj konceptu elektronové analogie k fotochemii a k fotokatalýze coby nového přístupu k transformaci molekul.

„Vyvinuté metody mohou znamenat úplně novou formu analýzy kapalných vzorků a přinést informace o jejich struktuře, které jsou nám doposud skryty,” doplňuje Juraj Fedor. Chemické změny vyvolané elektrony v kapalinách podle něj mohou vést k úplně novým cestám a postupům v chemické syntéze.

Žádný risk, žádný zisk

Petr Slavíček potvrzuje, že jde o projekt ambiciózní. „Což jinými slovy znamená, že také nemusí nutně vést k předpokládaným výsledkům ve všech směrech. Ale můžeme pak říct, že jsme to aspoň naplno zkusili,“ zdůrazňuje Petr Slavíček.

Získáním grantu EXPRO od Grantové agentury ČR dostane projekt Juraje Fedora a Petra Slavíčka finanční podporu na pět let, díky které se mohou plně soustředit na výzkum bez tlaků na rychlé výsledky.

Přehled udělených grantů EXPRO najdete ZDE.