Pracownia Spektroskopii Jądrowego Rezonansu Magnetycznego

PRACOWNIA SPEKTROSKOPII JĄDROWEGO REZONANSU MAGNETYCZNEGO

Kierownik pracowni:

Prof. dr hab. Karol Jackowski

Samodzielni pracownicy naukowi:

  • Dr hab. Włodzimierz Makulski

Pozostali pracownicy:

  • Dr Marcin Wilczek
  • Dr Piotr Garbacz
  • Dr Bożena Adrjan

PracowniaNMR1

Tematyka badawcza:

Badania NMR w fazie gazowej ze szczególnym uwzględnieniem składników atmosfery ziemskiej. Wyznaczanie parametrów magnetycznego ekranowania jąder i sprzężeń spinowo-spinowych dla izolowanych molekuł. Pomiary wpływu oddziaływań międzymolekularnych i efektów izotopowych na wymienione parametry spektralne. Wyznaczanie dokładnych wartości jądrowych momentów magnetycznych. Bezpośrednie pomiary magnetycznego ekranowania w badanych próbkach. Eksperymenty NMR z udziałem zewnętrznego pola elektrycznego wykorzystywane do bezpośredniego wyznaczania chiralności molekuł. Informatyka kwantowa.

Najważniejsze osiągnięcia:

Przykładowe publikacje:

– Jackowski K., Jaszuński M., Wilczek M., “Alternative approach to the standardization of NMR spectra. Direct measurements of nuclear magnetic shielding in molecules”, J. Phys. Chem. A, 114 (2010) 2471.

– Garbacz P., Piszczatowski K., Jackowski K., Moszyński R., Jaszuński M., „Weak intermolecular interactions in gas-phase NMR”, J. Chem. Phys. 135 (2011) 084310.

– Lantto P., Jackowski K., Makulski W., Olejniczak M., Jaszuński M., „NMR shielding constants in PH3, absolute shielding scale and the nuclear magnetic moment of 31P”, J. Phys. Chem. A 115 (2011) 10617.

– Jackowski K., Makulski W., “13C shielding scale for MAS NMR spectroscopy”, Magn. Reson. Chem. 49 (2011) 600.

– Makulski W., Szyprowska A., Jackowski K., “Precise determination of the 13C nuclear magnetic moment from 13C, 3He and 1H NMR measurements in the gas phase”, Chem. Phys. Letters 511, (2011) 224.

– Jaszuński M., Antušek A., Garbacz P., Jackowski K., Makulski W., „The determination of accurate nuclear magnetic dipole moments and direct measurements of NMR shielding constants”, Prog. Nucl. Magn. Reson. Spect. 67 (2012) 49.

– Garbacz P., Jackowski K., Makulski W., Wasylishen R.E., „Nuclear magnetic shielding for hydrogen in selected isolated molecules, J. Phys. Chem. A 116 (2012) 11896.

– Helgaker T., Jaszuński M., Garbacz P., Jackowski K., „The NMR indirect nuclear spin-spin coupling constant of the HD molecule”, Mol. Phys. 110 (2012) 2611.

– Jaszuński M., Repisky M., Demissie T.B., Komorovsky S., Malkin E., Ruud K., Garbacz P., Jackowski K., Makulski W., „Spin-rotation and NMR shielding constants in HCl”, J. Chem. Phys. 139 (2013) 234402.

– Garbacz P., “Spin-spin coupling in the HD molecule determined from 1H and 2H NMR experiments in the gas-phase”, Chem. Phys. 443 (2014) 1.

– Makulski W., “83Kr nuclear magnetic moment in terms of that of 3He”, Magn. Reson. Chem. 52 (2014) 430.

– Garbacz P., Makulski W., Jaszuński M., „The NMR spin-spin coupling constant 1J(31P, 1H) in an isolated PH3 molecule”, Phys. Chem. Chem. Phys. 16 (2014) 21559.

– Garbacz P., Price W.S., “1H NMR diffusion studies of water self-diffusion in supercooled aqueous sodium chloride solutions”, J. Phys. Chem. A 118 (2014) 3307.

– Garbacz P., Terskikh V.V., Ferguson M.J., Bernard G.M., Kedziorek M., Wasylishen R.E., “Experimental characterization of the hydride 1H shielding tensors for HIrX2(PR3)2 and HRhCl2(PR3)2: extremely shielded hydride protons with unusually large magnetic shielding anisotropies”, J. Phys. Chem. A 118 (2014) 1203.

– Jaremko Ł., Jaremko M., Buczek A., Broda M.A., Kupka T., Jackowski K., ”1H and 13C shielding measurements in comparison with DFT calculations performed for two 2-(acetyloamino)-N,N-dimethyl-3-phenylacrylamide isomers”, Chem. Phys. Lett. 627, (2015) 1.

– Makulski W., „129Xe and 131Xe Nuclear Magnetic Dipole Moments from  Gas Phase NMR Spectra” , Magn.Reson.Chem., 53 (2015) 273.

– Garbacz P., Jackowski K., “NMR shielding of helium-3 in the micropores of zeolites”,Micropor. Mesopor. Mat. 205 (2015) 52.

– Garbacz P., Cukras J., Jaszuński M., “A theoretical study of potentially observable chirality-sensitive NMR effects in molecules”, Phys. Chem. Chem. Phys. 17 (2015) 22642.

– Garbacz P., Chotkowski M., Rogulski Z., Jaszunski M., “Indirect Spin−Spin Coupling Constants in the Hydrogen Isotopologues”, J.Phys.Chem. A 120 (2016) 5549.

– Garbacz P., Fischer P., Krämer S., “A loop-gap resonator for chirality-sensitive nuclear magneto-electric resonance (NMER)”, J. Chem. Phys. 145 (2016) 104201.

– Garbacz P., “Nuclear relaxation in an electric field enables the determination of isotropic magnetic shielding”, J. Chem. Phys. 145 (2016) 064202.

– Adrjan B., Makulski W., Jackowski K., Demissie T.B., Ruud K., Antušek A., Jaszuński M., “NMR absolute shielding scale and nuclear magnetic dipole moment of 207Pb”, Phys. Chem. Chem. Phys. 18 (2016) 16483.

Rozdziały w monografiach:

– Jaszuński M., Jackowski K., „Nuclear magnetic dipole moments from NMR spectra – quantum chemistry and experiment” w “Precision Physics of Simple Atoms and Molecules”, Series: Lecture Notes in Physics, vol. 745, Eds. Karshenboim S.G., pp. 233-260, Springer- Verlag, Berlin Heidelberg (2008). ISBN: 978-3-540-75478-7.

– Jackowski K., Garbacz P., “Nuclear magnetic moments and NMR measurements of shielding”, Chapter 3, w “Gas Phase NMR”, Eds. K. Jackowski and M. Jaszuński, pp. 95-125, Royal Society of Chemistry, Cambridge (2016). ISBN: 978-1-78262-161-4.

– Makulski W.,  “17O and 33S NMR spectroscopy of small molecules in the gas phase”, Chapter 5, w “Gas Phase NMR”, Eds. K. Jackowski and M. Jaszuński, pp. 152-185, Royal Society of Chemistry, Cambridge (2016). ISBN: 978-1-78262-161-4.

Książki:

– “Gas Phase NMR”, Eds. K. Jackowski and M. Jaszuński, Royal Society of Chemistry, Cambridge (2016). ISBN: 978-1-78262-161-4.

Przykładowe przewidywane tematy prac licencjackich i magisterskich:

Licencjackie

  • „Ekranowanie jader 19F we fluorowanych pochodnych benzenu”,
  • „Badanie właściwości transformacyjnych spinora za pomocą spektroskopii MRJ”
  • „Widma NMR gazów atmosferycznych w roztworach ciekłych”
  • „Pomiary 14N i 15N NMR w roztworach wodnych soli amonowych”

Magisterskie

  • „Skala absolutnego ekranowania jąder 19F na postawie pomiarów gazowego CF4 i CH3F w obecności 3He”,
  • „Zastosowanie spektroskopii MRJ do implementacji algorytmu Deutscha-Jozsy”
  • „Teleportacja kwantowa w układzie trzech spinów jądrowych”
  • „Badania tlenu 17O2 w fazie gazowej metodą EPR”

Ważniejsze projekty badawcze i współpraca międzynarodowa

– Aktualnie realizowany grant NCN OPUS pt. „Badania gazów atmosferycznych metodą spektroskopii jądrowego rezonansu magnetycznego”, nr UMO-2015/19/B/ST4/03757 od 8.07.2016 do 7.07.2019 (kierownik: prof. K. Jackowski)

– Aktualnie realizowany grant NCN SONATA pt. „Nowa metoda bezpośredniego określania chiralności: jądrowy rezonans magnetyczny w zmiennym w czasie polu elektrycznym”, nr 2015/19/D/ST4/00953 od 28.06.2016 do 27.06.2018 (kierownik: dr P. Garbacz

– Nieformalna współpraca naukowa z licznymi ośrodkami w różnych krajach np, University of Alberta (Edmonton, Kanada), University of Western Sydney (Sydney, Australia), Max Planck Institute for Intelligent Systems (Stuttgart, Niemcy), Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses (Grenoble, Francja) i University of Cambridge (Cambridge, Wielka Brytania).

Najważniejsze nagrody i odznaczenia:

  • Złoty Medal za Długoletnią Służbę (2009, prof. K. Jackowski)
  • Nagrody z okazji Święta Uniwersytetu Warszawskiego (2009, 2010 i 2013, dr M. Wilczek)
  • Nagroda PTChem im. J. Rychlewskiego (2011, dr P. Garbacz)
  • Nagroda naukowa II stopnia WCh UW (2012, dr hab. W. Makulski).
  • Złoty Krzyż Zasługi (2012, prof. K. Jackowski)
  • Nagroda naukowa im. Prof. W. Świętosławskiego (2013, prof. K. Jackowski)
  • Złoty Medal za Długoletnią Służbę (2014, dr hab. W. Makulski)

Inne informacje:

Funkcje pełnione w zagranicznych instytucjach:

  • członek z wyboru w International Society of Magnetic Resonance (ISMAR) Council w latach 2007-2013 (prof. K. Jackowski),
  • w Editorial Board czasopisma International Journal of Spectroscopy od 2008 roku (prof. K. Jackowski),
  • Visiting Professor w University of Western Sydney, Australia, w 2011 roku (prof. K. Jackowski)