Atvirųjų kvantinių sistemų fizika - vadovas prof. Darius Abramavičius
 |
Abramavičius Darius Molekulių teorijos ir modeliavimo mokslinės grupės vadovas Saulėtekio al. 3 A 312 kab. Tel. 85 223 4544 |
Mokslo darbų kryptys
:- Gamtoje egzistuojančių ir sintetinių molekulinių medžiagų elektrinio ir magnetinio atsako charakterizavimas.
- Kvantinės relaksacijos teorijos vystymas ir jos taikymas molekulinėms sistemoms.
- Molekulinių sužadinimų (eksitonų poliaronų, vibronų) teorijos vystymas ir taikymas molekulinėms sistemoms.
- Skaičiavimo metodų molekulinių medžiagų netiesinės spektroskopijės vystymas.
- Augalų šviesos surinkimo kompleksų įvairiose agregatinėse būsenose fluorescencijos kinetikų ir jų temperatūrinių priklausomybių tyrimas skaitiniais modeliavimo metodais.
- Vienos molekulės spektroskopijos metodų vystymas
Svarbiausios publikacijos (2014-2018)
- Static and Dynamic Disorder in Bacterial Light-Harvesting Complex LH2: A 2DES Simulation Study, Rancova, D. Abramavicius, J. Phys. Chem. B 118 , 7533, 2014
- Vibronic coherence in oxygenic photosynthesis F. D. Fuller, J. Pan, A. Gelzinis, V. Butkus, S. S. Senlik, D. E. Wilcox, C. F. Yocum, L. Valkunas, D. Abramavicius, J. P. Ogilvie, Nature Chem. 6 , 706-711 (2014).
- Probing environment fluctuations by two-dimensional electronic spectroscopy of molecular systems at temperatures below 5 K, Rancova, R. Jankowiak, D. Abramavicius, J. Chem. Phys, 142, 212428, 2015
- Vibronic energy relaxation approach highlighting deactivation pathways in carotenoids Balevičius, Jr. A. G. Pour, J. Savolainen, C. N. Lincoln, V. Lukeš , E. Riedle, L. Valkunas, D. Abramavicius, J. Hauer. Phys. Chem. Chem. Phys., 17 , 19491, 2015.
- Role of coherence and delocalization in photo-induced electron transfer at organic interfaces, V. Abramavicius, V. Pranculis, A. Melianas, O. Inganäs, V. Gulbinas, D. Abramavicius. Scientific Reports 6 , 32914, 2016.
- Chmeliov, J., Trinkunas, G., van Amerongen, H., Valkunas, L. Light harvesting in fluctuating antenna. Amer. Chem. Soc., 136: 8963-8972, 2014.
- Belgio, E., Kapitonova, E., Chmeliov, J., Duffy, C. D. P., Ungerer, P., Valkunas, L., Ruban, A. V. Economic photoprotection in photosystem II that retains a complete light-harvesting system with slow energy traps. Nature Comm., 5, 4433-1-8, 2014.
- Chmeliov, J., Gelzinis, A., Songaila, E., Augulis, R., Duffy, C. D. P., Ruban, A. V., Valkunas, L. The nature of self-regulation in photosynthetic light-harvesting antenna. Nature Plants 2: 16045, 2016.
- Chmeliov, J., Narkeliunas, J., Graham, M. W., Fleming, G. R., Valkunas, L. Exciton-exciton annihilation and relaxation pathways in semiconducting carbon nanotubes. Nanoscale 8: 1618-1626, 2016.
- Farooq, S., Chmeliov, J., Wientjes, E., Koehorst, R., Bader, A., Valkunas, L., Trinkunas, G., van Amerongen, H. Dynamic feedback of the photosystem II reaction centre on photoprotection in plants. Nature plants 4: 225-231, 2018.
Partneriai
- Fizinių ir Technologijos Mokslų Centras (Lietuva)
- University of California, Berkeley (JAV)
- University of California, Irvine (JAV)
- University of Michigan, Ann Arbor (JAV)
- Kansas State University (JAV)
- Queen Mary University, London (JK)
- Institute of Physics of Charles University (Čekija)
- Free University of Amsterdam (Nyderlandai)
- Free University of Brussels (Belgija)
- Lund University (Švedija)
- State key laboratory of supramolecular structure and materials, Jilin University (Kinija)
Dalian Institute of Chemical Physics, Chineese Academy of Sciences (Kinija) - University of Antwerp (Belgija)
University of Würzburg (Vokietija) - Munich Technical University (Vokietija)
- Institut de Biologie et de Technologie de Saclay, University Paris Sud, Gif sur Yvette (Prancūzija)
- Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, Ukrainian Academy of Sciences (Ukraina)
Apie - Molekulių teorija ir modeliavimas
Sužadinimų dinaminiai reiškiniai, jų gesimo kinetikos suteikia svarbią informaciją, kaip augaluose vyksta saulės energijos virsmai ir kaip šie vyksmai išlaikomi smarkiai kintant aplinkos sąlygoms. Pagrindiniai tame dalyvaujantys pigmentai yra chlorofilai ir karotenoidai. Jų kompleksai su baltymais yra pačios tikriausios”elektrinės”, kurios gamina energiją visai gyvajai gamtai.
Saulės sužadintos tokių molekulinių sistemų būsenos yra Frenkelio eksitonai – kolektyviniai elektroniniai sužadinimai apimantys keletą molekulių. Mūsų grupėse buvo išvystyti matematiškai tikslūs teoriniai metodai skaičiauoti tokių molekulinių agregatų sugerties, spnduliavimo bei koherentiniams netiesiniams lazeriniams spektrams. Nuo laiko priklausomi variaciniai metodai buvo išvystiti sužadintų būsenų relaksacijos modeliavimui. Dėl aplinkos poveikio sužadintos būsenos poliarizuojasi – susikuria eksitoniniai poliaronai. Mes parodėme, kad molekuliniai virpesiai vaidina labai svarbų vaidmenį užtikrinant didelį energijios konversijos efektyvumą.
Naudojant Tankio Funkcionalo teoriją (DFT) buvo nagrinėjama karotenoidų virpesiniai sužadinimai įvairaus ilgio karotenoiduose. Modeliavimai parodė, kad įvairaus ilgio karotenoidų v1 Ramano spektrinė juosta ir elektroninio šuolio S0-S2 energija yra tiesiškai proporcingos. Dėl karotenoidų agregacijos galimi nukrypimai nuo šio dėsnio gali būti irgi tiriami DFT metodu.
Esant dideliam saulės apšviestumui augalai persijungia į sužadinimų gesinimo režimą, kad išgyventų per didelę apšviestumo doze. Nefotocheminio gesinimo kilmė ir mechanizmas yra tyrinėjamas žaliųjų augalų fotosistemoje II. Mūsų tyrimai rodo, kad tam tikri molekuliniai kompleksai savaime persijungia į “gesintuvo” būseną dėl kompleksų agregacijos. To mechanizmas iki šiol nėra suprastas.
Kompiuteriniai modeliavimo metodai yra apjungti į kompiuterinį paketą QCFP.