Detail projektu

Studium chemických procesů iniciovaných elektrickými výboji v exoplanetárních atmosférách

Období řešení: 02.11.2015 — 31.12.2017

O projektu

Projekt je zaměřen na základní výzkum simulace procesů v atmosférách různých vesmírných těles. Převážně se zaměří na atmosféry planety Mars a měsíce Titan, největšího měsíce planety Saturn. Experimentální studie budou zaměřeny na použití různých typů elektrických výbojů v plynných směsích odpovídajících těmto atmosférám. Budevyroben nový speciální vysoko vakuový nerezový reaktor, který množní generaci plazmatu v různém elektrodovém uspořádání ve stejném typu reaktoru s možností regulace teploty. Tak bude možné vzájemně porovnávat různé vlivy na produkci chemických sloučenin. Fyzikálně-chemické procesy iniciované výbojem v různém plynném složení budou sledovány pomocí chromatografických, hmotnostních a spektroskopických metod s cílem identifikovat reaktivní plynné produkty (radikály, ionty a stabilní molekuly). Pro chemické analýzy pevných produktů výbojů budou využity všechny dostupné analytické techniky, zejména pak FTIR, XPS, XRD a SEM-EDX. Získané znalosti by měly napomoci k porozumění možných cest vedoucích od jednoduchých anorganických látek k syntéze komplexních organických sloučenin, které mohou být prekurzory života.

Popis anglicky
Project is focused on the fundamental research of simulated processes in extraterrestrial atmospheres. It will be oriented mainly on the planet Mars and moon Titan, the biggest Saturn satellite. Experimental studies will be focused on the use of various electrical discharge kinds generated in the gaseous mixtures reflecting the atmospheres mentioned above. A new special high vacuum stainless steel reactor will be constructed to be able carried out the experiments in various electrode configurations in the same reactor with adjustable temperature. Thus it will be possible to compare different effects on the chemical compounds production. The physical chemical processes initiated by discharges in different gaseous mixtures will be studied by chromatographic, mass and spectral methods mainly with respect to the production of reactive gaseous products (radical, ions and stable molecules). The solid state discharge products will be analyzed by all accessible techniques like FTIR, XPS and XRD. The obtained knowledge will help us to understand possible ways leading from simple inorganic compounds to the complex organic compounds that can be life precursors.

Klíčová slova
Atmosféry exoplanet, atmosféra Marsu, atmosféra Titanu, elektrické výboje v plynech, plazmová chemie, chemické analýzy

Klíčová slova anglicky
Exoplanetaryatmosphere, Mars atmosphere, Titan atmosphere, gaseousdischarges, plasma chemistry, chemicalanalysis

Označení

LD15011

Originální jazyk

čeština

Řešitelé

Útvary

Ústav fyzikální a spotřební chemie
- příjemce (02.11.2015 - 31.12.2017)

Zdroje financování

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR - COST CZ (2011-2017)

- plně financující (2015-09-01 - 2017-12-31)

Výsledky

MAZÁNKOVÁ, V.; TÖRÖKOVÁ, L.; KRČMA, F.; MASON, N.; MATEJČÍK, Š. The influence of CO2 admixtures on the product composition in a nitrogen-methane atmospheric glow discharge used as a Titan atmosphere mimic. ORIGINS OF LIFE AND EVOLUTION OF THE BIOSPHERE, 2016, vol. 46, no. 4, p. 499-506. ISSN: 0169-6149.
Detail

CHUDJÁK, S.; KOZÁKOVÁ, Z.; KRČMA, F. Study of Chemical Processes Initiated by Electrical Discharge in Titan-Related Atmosphere at Laboratory Temperature and Pressure. ACS EARTH AND SPACE CHEMISTRY, 2021, vol. 5, no. 3, p. 535-543. ISSN: 2472-3452.
Detail

TRUNEC, D.; TÖRÖKOVÁ, L.; JANČÍKOVÁ, K.; MAZÁNKOVÁ, V.; KRČMA, F.; MASON, N. GC-MS and FTIR analyses of products from atmospheric pressure glow discharge generated in nitrogen-methane gas mixture with CO2 addition. In XX th Symposium on Atomic, Cluster and Surface Physics 2016, Contributions. 1st. Innsbruck: Innsbruck university press, 2016. p. 119-122. ISBN: 978-3-903122-04-8.
Detail

TÖRÖKOVÁ, L.; MAZÁNKOVÁ, V.; MASON, N.; KRČMA, F.; MORGAN, G.; MATEJČÍK, Š. The influence of CO2 admixtures on process in Titan's atmospheric chemistry. Plasma Physics and Technology, 2016, vol. 3, no. 3, p. 163-167. ISSN: 2336-2626.
Detail

KRČMA, F.; TÖRÖKOVÁ, L.; MAZÁNKOVÁ, V.; CHUDJÁK, S. Application of PTR-MS for determination of compounds formed in Titan like gaseous mixtures by electrical discharges. Early Earth and ExoEarths: origin and evolution of life - Book of Abstracts. Warszawa: 2017. p. 49-49.
Detail

CHUDJÁK, S.; KRČMA, F.; MAZÁNKOVÁ, V. PTR-TOF analyzis of glow discharge products in Titan related atmosphere. ICPIG XXXIII - Book of Abstracts. Lisbon: Univeristy of Lisbon, 2017. p. 362-362.
Detail

KRČMA, F.; CHUDJÁK, S.; MAZÁNKOVÁ, V.; TÖRÖKOVÁ, L.; BLAHOVÁ, L. PTR-TOF analyzes of stable gaseous discharge products in nitrogen-methane mixtures. XXII FSO - Book of Abstracts. Brno: 2017.
Detail

MAZÁNKOVÁ, V.; TÖRÖKOVÁ, L.; KRČMA, F.; MASON, N. J.; MATEJČÍK, Š. Diagnostics of nitrogen-methane atmospheric glow discharge used for a mimic of prebiotic atmospheres. Plasma Physics and Technology, 2017, vol. 4, no. 1, p. 83-86. ISSN: 2336-2626.
Detail

MAZÁNKOVÁ, V.; MANDUCHOVÁ, I.; MIERNA, J.; KRČMA, F.; TRUNEC, D. Study of O-2 and O-3 Surface Reactions in Ozonizer. In Proceedings of International Conference on Electromagnetic Devices and Processes in Environment Protection with Seminar Applications of Superconductors. Lublin: Lublin University, 2017. p. 1-3. ISBN: 978-1-5386-1943-8.
Detail

KRČMA, F.; CHUDJÁK, S.; MAZÁNKOVÁ, V.; TÖRÖKOVÁ, L.; TRUNEC, D.; MATEJČÍK, Š; MASON, N. Chemical processes initiated by electrical discharges as laboratory mimics on non-terrestrial atmospheric processes. IWSSPP 2018 - Book of Abstracts. Sofia: Sofia University, 2018. p. 11-11.
Detail

KRČMA, F.; CHUDJÁK, S. Formation of high molecular weight products by glow discharge in Titan like gaseous mixture at cryogenic temperatures. Proceedings of ESCAMPIG XXIV. Glasgow: Glasgow University, 2018. p. 351-352.
Detail

KRČMA, F.; CHUDJÁK, S. Laboratory mimics of discharge initiated processes in Titan and Mars atmospheres. Life on Earth and beyond: Emergence, survavibility, and impact on the environment - Book of abstracts. Bertinoro: Bologna University, 2018. p. 1 (1 s.).
Detail

MAZÁNKOVÁ, V.; TÖRÖKOVÁ, L.; MORAVSKÝ, L.; MATEJČÍK, Š.; TRUNEC, D.; NAVRÁTIL, Z.; MASON, N. Analysis of the products of a negative corona discharge in a N2–CH4 mixture with added CO2 used as a laboratory mimic of a prebiotic atmosphere. Contributions to Plasma Physics, 2018, vol. 58, no. 10, p. 995-1004. ISSN: 1521-3986.
Detail

KRČMA, F.; CHUDJÁK, S. ČERVENKA, A. Synthesis of chemical compounds in the gaseous mixture related to Titan atmosphere by glow discharge at the relevant temperature and pressure. Bologna: 2019. p. P1-46-1 (P1-46-4 p.)
Detail

KRČMA, F.; CHUDJÁK, S. Glow discharge formation of high molecular products in prebiotic atmospheres: PTR-TOF analyzis. 13th Frontiers in Low Temperature Plsma Diagnostics and 1st Frontiers in Low Temperature Plasma Simulations, Book of Abstracts. Bochum: 2019. p. 18-18.
Detail

HORÁK, J.; TÖRÖKOVÁ, L.; MAZÁNKOVÁ, V.; KRČMA, F.; MASON, N.J.; MATEJČÍK, Š. Optical Emission Spectroscopy of Atmospheric Glow Discharge Generated in Nitrogen-Methane Gaseous Mixtures. From star and planet formation to early Life. Book of Abstracts. Vilnius: 2016. p. 1 (1 s.). ISBN: neuvedeno.
Detail