Tudományterületem a Mössbauer-spektroszkópia, amelynek számos alkalmazását próbáltam már, ezek közül csak néhány volt olyan, amely tematikusan is sajátommá vált, illetve csoportunk témájává, utóbbiba beleértve Kuzmann Ernőt, akivel az Akadémiai Díjat megosztva nyertem el. A külföldi figyelem akkor a legértékesebb, ha valaki a módszer kapcsán keres meg bennünket valamilyen probléma megoldása végett. Így esett ez akkor is, amikor Virender Kumar Sharma, a Florida Institute of Technology munkatársa (ma professzora) évekkel ezelőtt egy e-mailt küldött nekem, hogy szeretne egy problémát a Mössbauer-spektroszkópia módszerével megoldani. Nevezetesen, ha a háromvegyértékű vas egy kelát komplexét hidrogén-peroxiddal reagáltatjuk erősen lúgos közegben, akkor egy mélylila színű újabb komplex képződik, amelynek látható-UV-spektruma kísértetiesen megegyezik egy meglehetősen egzotikus vegyület, a kálium-ferrát(VI) (K₂FeO₄) oldatának spektrumával. Így felmerült, hogy mivel a hidrogén-peroxid erős oxidálószer, esetleg az erősen lúgos közegben a három vegyértékű vasat akár a formálisan hat vegyértékű vassá is oxidálhatja. (Sharma professzor elsősorban a ferrátok kutatásában kötelezte el magát.) Bár ennek kémiailag kis esélye volt, a reakcióelegyet lefagyasztva és a Mössbauer-spektrumot felvéve a kérdés eldöntése rutinfeladatnak bizonyult. Nem találtunk hat vegyértékű vasat. Ugyanakkor, mivel a nevezett vas(III)-komplex (ún. vas(III)-EDTA) és a hidrogén-peroxid reakciója környezetvédelmi vonatkozásokkal is bír a természetes vizek vaskatalizálta szervesanyag-lebontási mechanizmusa miatt, ebből az egyszerű kísérletből ma is tartó együttműködés lett. Megvizsgáltuk a reakció részleteit abban az értelemben, hogy azonosítottuk azokat a köztes reakciótermékeket, amelyek az erősen lúgos vas-EDTA-oldatban a lila színű újabb komplex keletkezése és bomlása során felléptek. Természetesen csak azokat, amelyek meglehetősen stabilak azon a másodperces/perces időskálán, aminek tanulmányozását a lefagyasztásos technika egyáltalán technikailag lehetővé tette. A kezdeti és a végállapotot jelző komponenseken kívül (előbbi egy oxigénhídon keresztül egymáshoz kapcsolódó, két vasatom-centrumot tartalmazó szerkezet, utóbbi pedig egy egycentrumú, de az EDTA-n kívül egy a hidrogén-peroxidból származó peroxidiont is tartalmazó molekulaion) sikerült kimutatni két további komponenst, amelyek azonosítására javaslatot is tettünk egy peroxid hidas és egy kettős hidas szerkezet formájában. Ezt a munkát Virender K.

Sharma reakciókinetikai vizsgálataival együtt jelentettük meg 2005-ben, a European Journal of Inorganic Chemistry-ben. Több hasonló munkát is publikáltunk azóta nemcsak ebben a témában, de a ferráttal kapcsolatban is, amely egy esélyes környezetkímélő fertőtlenítőszer speciális ipari szennyvizek tisztítására. Érdekes megjegyezni, hogy Prof. Sharma „munkaadóját”, a Florida Institute of Technologyt korábban NASA- és általában az űrkutatási projektek céljára létesítették, de mivel az űrkutatási pénzek időközben elapadtak, mára tevékenysége egyértelműen környezetvédelmi témákat ölel fel. Az együttműködésünkből számos publikáción kívül doktoranduszok, sőt hallgatók floridai látogatása nőtt ki, csakúgy, mint amerikai kollégák budapesti tanulmányútjai.

A történetnek azonban a folytatása a legérdekesebb, az, ahogy ebből az együttműködésből egy másik – bár csak átmeneti – kooperáció is kialakult. Levélben keresett meg egy másik külföldi kolléga, aki kutatócsoportjával az általunk vizsgált EDTA-val rokon komplex és a hidrogén-peroxid reakcióját vizsgálta, spektrofotometriai módszerekkel követve a reakció kinetikáját, és próbálva felderíteni a mechanizmust. Látván a mi publikációnkat a vas(III)-EDTA esetéről, a reakció során fellépő köztes termékek lehetséges direkt azonosítása céljából fordultak végül hozzánk. A Mössbauer-méréseket elvégeztük, méghozzá úgy, hogy egy ottani kolléga ideutazott, és a kiváló előkészítettségnek köszönhetően kb. két hét leforgása alatt minden eredmény megszületett ahhoz, hogy egy színvonalas publikáció születhessen (bár technikai okokból csak évekkel később, 2009-ben) az Inorganic Chemistry-ben.

A történet érdekessége, hogy a megkeresés Rudi van Eldik professzortól érkezett a németországi Erlangenből. Ebből Németország a fontos, ahol annak idején Rudolf Mössbauer, a később Nobel-díjjal kitüntetett fizikus dolgozott, és tette meg azt a felfedezését, amelyet Mössbauer-effektusként róla neveztek el, csakúgy, mint az ezen alapuló nagyon hatékony spektroszkópiai módszert. Úgy tűnik, mi magyarok jó tanulónak bizonyultunk, és ez a megkeresés és együttműködés nagy elismerése minden magyar Mössbauer-spektroszkópiával foglalkozónak, különösen a Vértes Attila akadémikus által kezdeményezett, és évtizedeken keresztül vezetett kémiai Mössbauer-kutatásoknak az ELTE-n.
 

Kulcsszavak: Mössbauer-spektroszkópia,

vas-kelátok, reakciómechanizmus