Témabemutató hallgatóknak

Átírás

1 ELTE Kémiai Intézet Témabemutató hallgatóknak február 11. péntek, 9: Eötvös terem, 083

2 9:00 9:05 Megnyitó 9:05 9:15 Homonnay Zoltán, ELTE TTK Kémiai Intézet, Magkémiai Laboratórium Vas-kelátok szerkezetének és reakcióinak vizsgálata Mössbauerspektroszkópiával megfagyasztott oldatokban A vas EDTE-komplexe és más rokonvegyületek gyakran szerepelnek bonyolult biofunkciós rendszerek modellvegyületeként, továbbá a vasnak köszönhető redox katalitikus sajátságok miatt a környezetkémiában is előtérbe kerültek. A Mössbauer-spektroszkópia segítségével az ilyen rendszerekben feltűnő vaskomplexek azonosítását ill. szerkezetének felderítését tűzzük ki célul. Ezen túlmenően, a Fe-EDTE hasonlóan a vas néhány más keláttal alkotott komplexéhez hidrogénperoxiddal reagálva egy lila színű dihapto-peroxo komplexet képez, amelynek keletkezése és bomlása nagy változatosságot mutat a ligandum minősége és a ph függvényében. E reakciók mechanizmusának felderítéséhez járulhat hozzá a Mössbauerspektroszkópia a lefagyasztott rekcióelegyben lévő vastartalmú specieszek azonosításán keresztül. A potenciális TDK-munka minimális preparatív munkát, a lefagyasztott oldatok miatt nagyobb odafigyelést igénylő méréseket, valamint spektrumkiértékeléseket foglal magába. Mindeközben lehetőség nyílik számos más, a Magkémiai Laboratóriumban folyó kutatásba való bepillantásra is. (A képen a Fe-EDTE vázlatos szerkezete látható.) 9:15 9:25 Császár Attila, ELTE TTK Kémiai Intézet, Molekulaspektroszkópiai Laboratórium (csaszar@chem.elte.hu): Magmozgások a kvantumkémiában A számítógépes kémia fejlődése napjainkra azt eredményezte, hogy alapvető tudományos problémáknak a kvantummechanika és a kémiai informatika eszköztárára alapozott megoldása kézzelfogható lehetőséggé vált. Ide tartozik szabad molekulák teljes nagyfelbontású, rezgésiforgási színképének meghatározása (beleértve a rezonanciákat), valamint az alagúthatás és elemi kémiai reakciók sebességének valódi kvantumkémiai meghatározása. A teljes spektrum pontos megismerése fontos például a földi üvegházhatás és az exobolygók tanulmányozása során. Eredmény csakis az elmélet és a kísérlet által szolgáltatott információ közös, információtechnológiai alapú feldolgozása esetén várható el, ami jelentős módszerfejlesztési, programozási [hagyományos (FORTRAN, Mathematica) és modern nyelveken (Java, C++)] és alkalmazási feladatokat rejt. A ma még egzotikusnak tekintett jelenségek (rezonanciák, alagúthatás) részletes, eddig el nem végezhető kvantumkémiai vizsgálata nélkül sok érdekes kémiai folyamat és kísérleti eredmény nem érthető meg. 2

3 9:25 9:35 Sziráki Laura, ELTE TTK Kémiai Intézet, Elektrokémiai és Elektroanalitikai Laboratórium Elektrokémiai ötvözetleválasztás és elektrokémiai tulajdonságuk vizsgálata A korszerű mikro- és nanotechnológiai alkalmazásokban a fémes szerkezetek elektrokémiai előállítása és módosítása számos előnnyel bír a fizikai eljárásokhoz képest. Az elektrokémiai leválasztással nyert ötvözetbevonatok mikrostruktúráját az előállítási technika és paraméterek szabják meg, és könnyen és pontosan szabályozható pl. az áramsűrűség változtatásával. Megfelelő leválasztó oldatból amorf/nanokristályos Sn-X-Fe ternér ötvözetek (pl.x=co, Ni, Cu, Zn ) vagy más metastabil fázisokat tartalmazó bevonatok állíthatók elő, amelyek mágneses, korróziós, elektrokatalitikus, mechanikai tulajdonságai jelentősen eltérhetnek a megfelelő stabil, kristályos fázisok tulajdonságaitól. Az előállítási célnak megfelelő tulajdonságokon kívül fontos megvizsgálni az ötvözetek elektrokémiai oldódási, passziválódási, korróziós tulajdonságait is. A tudományos diákköri /szakdolgozati munka célja a áramforrások új elektródanyag kutatásában jelentőséggel bíró Sn-Ni- Fe bevonatok elektrokémiai leválasztása és elektrokémiai tulajdonságainak jellemzése egyenáramú polarizációs és elektród impedancia méréssel. 9:35 9:45 Zsély István Gyula, ELTE TTK Kémiai Intézet, Reakciókinetikai Laboratórium (zsigy@chem.elte.hu): Mechanizmusredukció gázturbinák CFD szimulációjához A földgáz felhasználásának egyik jelentős területe elektromos energia termelése gázturbinák segítségével. Bár a földgáz legfontosabb komponense a metán, összetétele nem állandó, a kitermelés helyétől függően elég jelentősen változik. Az előrejelzések szerint egyre nagyobb mennyiségben fognak olyan földgázt kitermelni, amelyben a nagyobb szénatomszámú szénhidrogének (propán/bután/pentán) mennyisége számottevő. Ilyen gázelegyek égési tulajdonságai (különösen a gázturbinákban uralkodó nagy nyomáson) jelentősen eltérnek a főként metánból és etánból álló keverékektől. Az intenzív kutatások eredményeképpen ma már rendelkezésre állnak olyan nagyméretű, részletes reakciómechanizmusok, amelyek segítségével ilyen gázelegyek égési tulajdonságai (gyulladás, lángterjedés) jól leírhatók. Gázturbinák számítógépes tervezése és az új keverékekkel történő üzemeltetésük előzetes vizsgálata során azonban ezek közvetlenül nem használhatók a mai nagyteljesítményű számítógépek számra is elérhetetlenül nagy számítási igény miatt. A kutatásba bekapcsolódó diákok részt vehetnek részletes reakciómechanizmusok sokkal kisebb méretű mechanizmusokká történő átalakításában, illetve az ehhez kapcsolódó módszer és programfejlesztésben. A munka alapvető reakciókinetikai ismereteken túl előképzettséget nem igényel. (A képen egy gázturbina metszeti rajza látható.) 3

4 9:45 9:55 Baranyai András, ELTE TTK Kémiai Intézet, Kémiai Informatikai Laboratórium Vízmodell fejlesztése és alkalmazása Molekuláris biológiai problémák megoldási lehetőségei Kutatásunk középpontjában a víz áll, amelyet tisztán vagy oldószerként tanulmányozunk számítógépes szimulációk segítségével. A víznek 15 ismert kristályos és 3 üveges fázisa ismert. Tulajdonságainak jelentős része anomális. Feltételezik, pl. hogy alacsony hőmérsékleten és nagy nyomáson a túlhűtött víznek alsó kritikus pontja van, ahol két eltérő struktúrájú és sűrűségű folyadék fázis van egyensúlyban. A tiszta víz önmagában való érdekességén túl alapvető fontosságú biológiailag aktív molekulák/ rendszerek hidratációjában. Ezek működéséhez elengedhetetlen a hidrogénkötés és a protonálódás /deprotonálódás, ami általában a víz közreműködésével történik. Elkészítettük a piacon található legjobb polarizálható vízmodellt, jelenleg ennek a tesztelése folyik (kritikus viselkedés, folyadék-jég egyensúly). Közeli terveinkben szerepel kisméretű biomolekulák szolvatációjának vizsgálata. A módszer statisztikus mechanikai, fizikai-kémiai és programozási ismereteket, ill. készséget igényel. Evvel a témával foglalkozó munkatársaim néhány éve Bartók Albert, tavaly Kiss Péter diákköri konferenciákon az abszolút első helyet szereztek. Bartók Albert jelenleg postdoc Cambridge-ben. A nagy gyógyszergyárak is egyre inkább támaszkodnak számításokkal, köztük direkt szimulációkkal történő vizsgálatokra. A hosszadalmas és drága analóg vegyületgyártást, pl. le tudja rövidíteni egy szimuláció, amely kizárhatja az aktív helyhez kötődésre nem képes gyógyszerjelölt molekulákat. 9:55 10:05 Szünet 10:05 10:15 Turányi Tamás, ELTE TTK Kémiai Intézet, Reakciókinetikai Laboratórium (turanyi@chem.elte.hu): Reakcióhálózatok és reakciómechanizmusok Majdnem minden kémiai folyamat sok reakciólépésen keresztül valósul meg. Ez azt jelenti, hogy a kiindulási anyagok reakciója során először köztitermékek keletkeznek, majd a keletkezett köztitermékek lépnek további reakciókba. Gyakran több száz vagy több ezer reakciólépés lejátszódása után keletkeznek csak az összetett kémiai reakció végtermékei. Napjaink egyik slágertémája a társadalmi hálózatok vizsgálata. Nagyon sok módszert fejlesztettek már ki a különféle hálózatok jellemzésére. A kémiai folyamatokat is le lehet írni úgy, hogy az anyagok egy hálózat csomópontjai és az összeköttetést a reakciók biztosítják. Egy lehetséges TDK-feladat egy reakcióhálózat vizsgálata a hálózatelmélet módszereivel. Miben hasonlítanak és miben különböznek a reakcióhálók egy Facebook ismerősi hálózattól? A reakciókinetikai mérési adatok mindig kissé bizonytalanok és emiatt az azokból kapott kinetikai paraméterek is bizonytalanok lesznek. TDK-munka célja lehet annak vizsgálata, hogyan célszerű megadni a reakciókinetikai modellek paraméterének bizonytalanságát és ez hogyan függ össze a mérési adatok bizonytalanságával és a modellel kapott szimulációs eredmények bizonytalanságával. A vizsgált kémiai rendszerek környezetvédelmi jelentőségűek, mint például bioüzemanyagok vagy hidrogén égésének vizsgálata. 4

5 10:15 10:25 Szalay Roland, ELTE TTK Kémiai Intézet, Szilíciumorganikus Kémiai Laboratórium Miért érdekes a szilíciumorganikus kémia? A szilíciumorganikus vegyületek számos olyan tulajdonsággal rendelkeznek, melyeknek nincs párja a megfelelő szén-, ill. hidrogén-analóg vegyületek körében. C M e 3 Szilícium-völgyünkben az alábbi témákat O O H M e 3 C C M e 3 N hirdetjük meg: C M e O H O M e 3 biológiai szempontból fontos N-hetero-ciklusos n e m l é t e z n e k! vegyületek szililezett származékainak kemo- és regioszelektív deszililezése, ill. átalakítása szerves SiM e 3 O O SiM e 3 szintézisek köztitermékeivé; M e 3 Si Si SiM e 3 N SiM e O SiM e O M e 3 3 katalizálatlan, ill. szilil-trifláttal katalizált N- O/N-S szilil-vándorlások vizsgálata szililezett s t a b i l m o l e k u l á k gyűrűs savamidokban és tio-analógjaikban; addíciós vegyületek előállítása Lewis-savas fémkomplexekből amid-típusú ligandum-forrásokkal, az adduktok átalakítása anyagtudományi célú felhasználáshoz (pl. CVD); új metallo-sziloxán (pl. Al, Ti, Sn) prekurzorok szintézise szol-gél alapú eljárásokhoz, ill. MOF (metal-organic framework) típusú rendszerek előállításához; eltérő távozócsoport-képességű ligandumokat tartalmazó bifunkciós szilánok és sziloxánok szintézise, valamint kapcsoló ágensekként való tesztelésük; N-szililezett, -sztannilezett, ill. -szililalkilezett származékok Pd-katalizált C-N, ill. C-C keresztkapcsolási reakciókban való alkalmazhatóságának tanulmányozása; nagytérigényű ligandumokat tartalmazó vas(ii)-komplexek szintézise Si-tartalmú reaktánsok segítségével szerves mágnesek készítésére; ón(iv)-analóg vegyületek előállítása, szerkezetkutatása specifikus módszerekkel ( 119 Sn-NMR-, 119m Sn-Mössbauer-spektroszkópia), valamint szolvolízisük tanulmányozása. 10:25 10:35 Dibó Gábor, ELTE TTK Kémiai Intézet, Korszerű Szerves Szintézisek Laboratóriuma (dibo@chem.elte.hu): Mikrohullámmal kiváltott szerves szintézisek Napjaink szintetikus szerves kémiájában az egyik legígéretesebb technikai fejlesztés a mikrohullámú melegítés bevezetése volt. A mikrohullám alkalmazása kémiai szintézisekben számos előnnyel járhat, mint például sokkal rövidebb reakcióidők, tisztább termékek, magasabb hozamok. Mikrohullámú térben egyes f oldószerek olyan gyorsan felmelegednek, hogy nincs idejük forrni, ennek következtében túlhevülnek, ezt az effektust kihasználva vizes közegben, zárt térben akár 250 C-ig végezhetők szerves reakciók. Laboratóriumunkban a mikrohullámmal kiváltott új szintézismódszereket alkalmazzuk: a) szilárdfázisú szintézisekre (pl. peptidek), b) poliszacharidok lebontására kisebb fenntartható ipari alapvegyületek előállítására, c) zöld kémiai folyamatok kivitelezésére és d) a gamma-valerolakton átalakítására illetve előállítására. A témát 2009 óta az OTKA támogatja. 5

6 10:35 10:45 Tóth Gergely, Kémiai Intézet, Kémiai Informatikai Laboratórium Kutatási témák hallgatóknak Az első két témakör számítógépes modellezés, ahol jelentős a szerepe a numerikus matematikai és kemometriai módszerek fejlesztésének és alkalmazásának. Az informatikai ismeretek menetközben is megszerezhetőek (témától függően Fortran vagy C programozás, R programcsomag). A 3a téma egyelőre elméleti, a 3b terepi munkát jelent. Érintett hallgatók: a kémia, a környezettan és fizika szakjairól évfolyamdolgozat, TDK, MSc informatikai spec. gyak., BSc-MSc szakdolgozat, PhD keretében. 1) Kristálynövekedés modellezése Kristályosodás során eltérő makroszkopikus formájú kristályokat kapunk az oldószertől és az adalékoktól függően. Célom a változatos formák mögött rejlő mikroszkopikus kinetikai állandók meghatározása. Használt megközelítések: a) Paraméterbecslés genetikus algoritmus és kinetikai Monte Carlo szimulációk segítségével. b) Metadinamikával kombinált molekuláris dinamikai szimuláció. 2) Kemometria A kemometria reneszánszát éli, mivel döbbenetes mennyiségű kísérleti adatot termelünk, de a lehetséges információknak csak egy töredékét használjuk fel. Lehetséges témáink Szepesváry Pállal: a) Adatmátrixok vizuálisan értelmezhető átrendezése. b) Adatsorok korrelációinak időeltolásra érzékeny felismerése. c) Kis mintaszám hatása sokváltozós adatelemzésnél. d) Spektroszkópiai adatok kemometriai meghatározása molekuláris dinamikai szimulációkból. 3) Környezetvédelemmel kapcsolatos témák a) Adszorpciós hűtő és hőszivattyús rendszerekben használt közegek feltérképezése és vizsgálata. (közösen Horváth Ákossal, ELTE Fizikai Intézet) b) Turizmus és sporttevékenység hatásának monitoringja a Budai-hegységben. (csak környezettan) (közösen Pénzes Erzsébettel, Pannon Egyetem). 10:45 10:55 Demeter Attila, MTA KK AKI (demeter@chemres.hu): A naftalin alifás amin szingulett exciplexek kinetikája Megfelelő reaktáns jelenlétében a szingulett állapotú molekulák képesek gerjesztett komplexek (exciplexek) létrehozására. E speciesek fluoreszcenciája sok esetben jelentős vöröseltolódást mutat a komplexálatlan szingulett molekulához képest. Hasonló rendszerek termodinamikai és kinetikai leírása a fotofizika tudományág alapvetéséhez tartozik, és megértésük nélkülözhetetlen az elektron átlépési folyamatok leírásához is. Az előadásban naftalin és különböző oxidációs potenciálú alifás aminok között heptánban lejátszódó folyamatok vizsgálatáról számolok be. A fluoreszcenciás színképelemzés mérések, kombinálva időfelbontott fluoreszcencia-lecsengési vizsgálatokkal lehetővé 6

7 teszik a komplexek képződési és bomlási reakciósebességének, illetve a komplex élettartamának meghatározását, és ezek ismeretében a folyamatokat befolyásoló mélyebb okok feltárását. Bemutatásra kerül, hogy a keletkező triplett gerjesztett állapotú részecskék mérésével például egy TDK kutatás keretében milyen új tudományos előrelépésre lenne lehetőség. 10:55 11:05 Szünet 11:05 11:15 Stirling András, MTA KKKI (stirling@chemres.hu): Reakciók szimulációja A TDK munka dióhéjban reakciómechanizmus kutatás kvantumkémiai (DFT) molekula dinamikai módszerekkel. Vizes oldatban, illetve szilárd reaktáns, vagy katalizátor felszínén lezajlódó kémiai reakciók mechanizmusának felderítéséhez a rendszer méretének, a hőmérsékletnek, az entrópiának és az elektronszerkezet változásainak hatását mind figyelembe kell venni. Az ab initio molekuladinamikai szimulációk során ezeket a hatásokat beépítjük a szimulációba és így kívánunk realisztikus képet kapni a vizsgált folyamatról. Az eljárásunk pontosságát egyrészt az alkalmazott elektronszerkezeti módszer pontossága szabja meg, másrészt pedig a reaktív utak felderítésének pontossága. A szimulációk eredményeképpen az elemi lépések sorrendjét, mechanizmusát (azaz az egyes lépéseket jelentő atomi mozgásokat és elektronszerkezeti átszerveződéseket), valamint a hozzájuk tartozó aktiválási szabadenergiát nyerjük. A TDK munka jó lehetőség arra, hogy a hallgató az alkalmazott kvantumkémia egy nagyon izgalmas és keresett területével megismerkedjen, valamint a reakciók modellezésében és értelmezésében jártasságot szerezzen. Témák, amibe az érdeklődő hallgató bekapcsolódhat: a) vizes oldatokban zajló homogén reakciók nemesfém komplex katalizátorok mellett; b) sav-bázis reakciók vízben; c) ásványfelszínen (Si, FeS 2) lezajlódó reakciók vizsgálata. A munkákat külföldi partnerekkel (spanyol, olasz) együttműködésben végezzük. Az elvárás a bekapcsolódni kívánó diákkal szemben szakmai felkészültség, elméleti irányultság, angol nyelvtudás. (Illusztráció: Tipikus szimulációs eredmény egy szabadenergia felület. Itt a H 2CO 3 képződésének vizsgálatakor kapott egyik eredmény látható.) 7

8 11:15 11:25 Németh Zoltán, ELTE TTK Kémiai Intézet, Magkémiai Laboratórium A mágneses és elektromos rendezettség közötti összefüggések vizsgálata multiferroikus anyagokban A spintronikai kutatások azt próbálják elérni, hogy az elektronikában felhasznált elektronoknak ne csak a töltését, hanem a spinállapotát is hasznosítsuk. A jelenlegi mágneses adattárolókban használt óriási mágneses ellenállású anyagokban például az elektronok spinje és a közeg mágneses állapota közötti kölcsönhatás speciális módon határozza meg az elektromos vezetőképességet (ennek felfedezéséért ítélték oda a 2007-es fizikai Nobel-díjat). A tervezett kutatás alapjául szolgáló, a spintronika legújabb vállfajaként jelentkező multiferroizmus jellegzetes példái azok az átmenetifém-vegyületek, amelyekben a (anti)ferromágnesség mellett ferroelektromos effektus is tapasztalható, sőt a két ferroikus effektus kölcsönhatásban is van. Jellemzően ilyen anyag a BiFeO 3 perovszkit és néhány származtatott vegyülete (pl. Bi 1-xCe xfeo 3). A multiferroikus anyagok gyakorlati jelentősége abban rejlik, hogy a jelenlegieknél nagyságrendekkel jobb paraméterű adattárolók (MeRAM) kifejlesztését tennék lehetővé, ezért elektronszerkezetük és elektromos-mágneses tulajdonságaik megértése alapvetően fontos. 11:25 11:35 Novák Zoltán, ELTE TTK Kémiai Intézet (novakz@elte.hu): Keresztkapcsolási reakciók fejlesztése Laboratóriumunkban számos átmenetifém-katalizált kapcsolási reakció kidolgozásával és fejlesztésével foglalkozunk. Elsősorban homogén és heterogén Pd, Cu, Fe katalizátorok segítségével alakítunk ki szénszén, szén-nitrogén, szén-oxigén vagy szén-kén kötéseket különböző aromás és heteroaromás rendszereken oxidatív és inert körülmények között. Ezek a modern átalakítások kiváló lehetőséget kínálnak aromás vegyületek szelektív és hatékony funkcionalizálására, és széles körben nyernek alkalmazást gyógyszermolekulák előállításában. Az alkalmazott katalizátorok szerkezetét és működésük mechanizmusát különböző nagyműszeres analitikai vizsgálatokkal és spektroszkópiai módszerek segítségével, együttműködések keretein belül vizsgáljuk. 8

9 11:35 11:45 Komáromi Anna, ELTE TTK Kémiai Intézet Kutatócsoportunkban elsősorban Ni katalizált keresztkapcsolási reakciók fejlesztésével foglalkozunk. Vizsgáljuk új szubsztrátumok alkalmazásának lehetőségeit, amelyek többségét magunk állítjuk elő. Kutatásaink során saját fejlesztésű szilárd hordozóra választott katalizátorokat készítünk, amelyek alkalmazhatóságát vizsgáljuk aromás szén-szén illetve szén-heteroatom kötés kialakításában. Együttműködés keretében a reakciók in situ analitikai vizsgálatával igyekszünk a reakció mechanizmusára fényt deríteni.. A kidolgozott kapcsolási eljárásokat kisebb molekulák totálszintézisében kívánjuk felhasználni. 11:45 11:55 Inzelt György és Kriston Ákos, ELTE Kémiai Intézet, Elektroanalitikai és Elektrokémiai Laboratórium (inzeltgy@chem.elte.hu): Tüzelőanyag-cellák a jövő energiaellátásában A kőolajkészletek idővel elfogynak. A hőerőgépeket egy fejlettebb és környezetbarát technológia az elektrokémiai energiaátalakító és -tároló rendszerek fogják leváltani. A tüzelőanyag-elemek olyan elektrokémiai energia átalakító eszközök, amelyek a kémiai energiát közvetlenül és nagy hatásfokkal tudják elektromos energiává alakítani. A tüzelőanyag-cellákban nagyon sokféle fizikai-kémiai folyamat lejátszódik. Kutatócsoportunk az elektrokémiai kisérleti eredményeket felhasználva fejleszt a gyakorlatban is alkalmazható megoldásokat. Elektrokémiai és matematikai szimulációs technikákat is használunk a tüzelőanyagcellákban lezajló folyamatok mélyebb megértése céljából. Az alapkutatás mellett két hidrogén üzemű tüzelőanyag-cellás járművet (HY-GO és HY-GO 2.0) is fejlesztettünk. Az Alternatív Hajtású Járművek Versenyén, a Széchenyi futamon mind 2009-ben, mind 2010-ben elnyertük a prototípus kategória I. helyét és a Leginnovatívabb jármű díját is. 9

10 11:55 12:05 Iván Béla, ELTE TTK Kémiai Intézet, Szerves Kémiai Tanszék és Polimer Kémiai és Anyagtudományi Osztály, MTA Kémiai Kutatóközpont, Anyag- és Környezetkémiai Intézet A 21. század is a polimerek kora lesz POLIMER NANOREAKTOROK TERMÉKE:, A REAKTIV Számítógépes chipek nem léteznének fotoreziszt polimerek nélkül, kontakt lencsék, eldobható pelenkák és intim betétek polimer hidrogélek nélkül, tintapatron festékek és környezetbarát tisztítószerek amfifil blokk-kopolimerek nélkül, higanymentes fogszínű fogtömőanyagok megfelelő tulajdonságú polimerek nélkül stb. stb. Az új típusú, szerkezetű és tulajdonságú, egyúttal újabb és újabb felhasználási lehetőségeket kínáló polimereknek mint az előttünk álló század ipari forradalma egyik legfontosabb anyagcsaládjának a tudományos kutatása iránt világszerte rendkívül nagy az érdeklődés. Ilyen irányokba mutató tudományos diákköri témákkal lehet foglalkozni egy fiatalokból álló sikeres csapatban: (1) új funkciós makromolekulák, (2) új hiperelágazásos polimerek, (3) új típusú csillag polimerek, (4) nanoszerkezetű kaméleon polimer kotérhálók, (5) szabályozott és késleltetett gyógyszerleadásra képes új típusú polimer mátrixok, (6) szintetikus polimer hordozók a génsebészetben (DNS és RNS poliplexek), (7) új makromolekuláris nanohibridek (nanokatalizátorok, protonvezető filmek üzemanyagcellákhoz, fényérzékeny nanohibridek napfényelemekhez, antibakteriális anyagok stb.), (8) intelligens polimerek, (9) polimerek analízise multidetektoros gélpermeációs kromatográfiával, (10) zöld polimer kémia, (11) polimerek és műanyagok környezetileg előnyös szintézise, kémiai átalakításai és lebontása, (12) a kémia oktatásában alkalmazható új polimer kémiai demonstrációs kísérletek kidolgozása stb. 10

11 Előadáson kívüli téma: Szalay Péter, ELTE TTK Kémiai Intézet, Elméleti Kémiai Laboratórium GeForce kártyával mozgatott molekulák Kvantumkémiai módszerekkel szinte rutinszerűen tudjuk leírni kis és közepes méretű molekulák elektronszerkezetét mind alap-, mind pedig gerjesztett állapotban. Ezen a módon nagyon pontos egyensúlyi geometriát, képződéshőt, gerjesztési energiát stb. lehet meghatározni, segítve a kísérletek értékelését. A következő lépés, hogy a magok mozgását is figyelembe vesszük. Új távlatok nyílnak így, hiszen a szimulációkból szinte a szemünk előtt kezdenek mozogni a molekulák, és további, kísérletből maghatározható mennyiségeket határozhatunk meg. Ilyenek például a gerjesztési spektrumok, a fotokémiai reakciók mechanizmusa, a reakciók hatáskeresztmetszete, stb. Kutatócsoportomban a következő projektek futnak: - nukleotid-bázisok: mi történik, ha a DNS e fontos építőkövei UV-fényt nyelnek el? - kemilumineszcenciás reakciók mechanizmusa: milyen módon tudnak molekulák spontán fényt kibocsátani, különös tekintettel biológiai rendszerekre E számítások azonban gyakran nem rutinszerűek és szükséges lehet a számítógépes programok fejlesztésére is. Jelenleg azt vizsgáljuk, lehet-e a számítógépes játékokra tervezett grafikuskártyákat hasznos munkára fogni. A számítások jelentős gyorsulást várjuk így viszonylag olcsó eszközök felhasználásával. 11