Redakce časopisu Science uveřejnila v rubrice Editor’s Choice článek o práci skupiny Pavla Jungwirtha z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR popisující strukturu elektronů ve vodě, která byla publikovaná v Journal of Physical Chemistry Letters. Studie završuje pětileté studium radiačních procesů ve vodě, prováděné v Praze ve spolupráci s Jihokalifornskou univerzitou v Los Angeles a ETH v Curychu. Cílem projektu bylo popsat experimentálně i výpočetně ultrarychlé děje, probíhající po fotoionizaci vody, vedoucí k tvorbě OH radikálů a solvatovaných elektronů.
Obrázek ukazuje elektron solvatovaný ve vodě. Pod „lupou“ vidíme zvětšeně jeho detailní
strukturu, která je tvořena třemi příspěvky. Největší část elektronové hustoty sídlí v kavitě
vytvořené ve vodě (modrě). Další dva příspěvky tvoří překryv s okolními molekulami vody (červeně) a
difúzní část (fialově). Elektron ve vodě tak nesídlí pouze v kavitě nebo není pouze difůzně
delokalizován, jak se dosud diskutovalo v literatuře, ale má komplexní strukturu, která zahrnuje
oba tyto motivy.
OH radikály se přitom významně podílejí na nepřímém poškozování DNA při radiační léčbě nádorů, zatímco solvatované elektrony jsou nebezpečným reaktantem v nádržích s radiačním odpadem. Pokud nejsou účinně neutralizovány, mohou v kyselém prostředí reagovat s hydroxoniovými kationty za vzniku hořlavého a potenciálně výbušného vodíku. Současná výpočetní studie, která byla provedena výhradně v Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR a podíleli se na ní postgraduální studenti Frank Uhlig a Ondřej Maršálek, přináší deailní pohled na strukturu solvatovaného elektronu. Díky pokročilé metodice, kombinující mnohaelektronový kvantový popis s molekulovou dynamikou, se podařilo vyřešit 40 let starou hádanku, jak přesně se elektron „rozpouští“ ve vodě.
Prof.
Pavel Jungwirth, DSc., vystudoval fyziku na Matematicko-fyzikální fakultě UK v
Praze se zaměřením na chemickou fyziku. Titul kandidáta věd získal za práci v oblasti výpočetní
chemie, pod vedením prof. R. Zahradníka v Ústavu fyzikalní chemie J. Heyrovskeho AV ČR. Dlouhodobě
působil na Kalifornské univerzitě v Irvine, na Jihokalifornské univerzitě v Los Angeles a na
Hebrejské univerzitě v Jeruzalémě. V současné době pracuje jako vedoucí vědeckého týmu v Ústavu
organické chemie a biochemie AV ČR a je externím členem katedry chemické fyziky a optiky MFF UK.
Publikoval přes 200 původních prací v mezinárodních časopisech včetně
Science a
PNAS a několik kapitol v monografiích. Je redaktorem
Journal of Physical Chemistry, který výdává Americká chemická společnost. Je také členem
Učené společnosti ČR a nositelem řady ocenění, včetně
Spiers Prize od britské Royal Society of Chemistry a
Praemium Academie od AV ČR. V r. 2009 o něm vyšel profilový článek v
Nature k 20. výročí pádu železné opony.
S populárními příspěvky Pavla Jungwirtha se lze setkat na stránkách týdeníku
Respekt nebo v pátečních autorských pořadech "
Vstupte!" programu ČRo Leonardo.
2 Nov 2012
Česky
