Molekulaarisen valokemian ja valofysiikan ryhmä käyttää aika-erotteista laserspektroskopiaa erilaisten molekulaaristen systeemien tutkimiseen femtosekuntiaikaskaalasta aina millisekunteihin asti.
Perustiedot
Tutkimuksen painoala
Luonnon perusilmiöt ja matemaattinen ajattelu
Tutkimusalueet
Nanotiede
Toinen kvanttivallankumous
Kemiallinen nanotiede
Tiedekunta
Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta
Osasto
Kemian laitos
Tutkimusryhmän kuvaus
Molekulaarista valokemian ja valofysiikan ryhmää johtaa yliopistonlehtori, Dr. Tatu Kumpulainen. Ryhmä on osa Jyväskylän yliopiston Kemian laitosta ja Nanotiedekeskuksen LaserLab-NSC:tä.
Tutkimuksemme keskittyy ultranopeiden valokemiallisten ja -fysikaalisten prosessien tutkimiseen laser spektroskopian avulla. Olemme erityisesti keskittyneet virittyneentilan protoninsiirtoreaktioiden tutkimiseen erilaisissa ympäristöissä. Meitä mm. kiinnostaa, miten ympäristö vaikuttaa happamuuteen, protoninsiirtoon ja protonien diffuusioon sekä liuoksissa että heterogeenisissa ympäristöissä. Hyödynnämme tutkimuksessa ns. "super" valohappoja, yhdisteitä jotka ovat heikkoja happoja perustilalla, mutta muuttuvat erittäin voimakkaiksi hapoiksi vuorovaikuttaessaan valon kanssa. Tutkimusmenetelminä käytämme useita erilaisia optisen spektroskopian menetelmiä sekä laskennallista kemiaa.
Summer School Report: Jyväskylä Summer School Course on Ultrafast Spectroscopy K. M. Yallum* and T. Kumpulainen* Chimia 2023, 77, 797–798.
Atomistic View of the Energy Transfer in a Fluorophore-Functionalized Gold Nanocluster K. Pyo, M. F. Matus, E. Hulkko, P. Myllyperkiö, S. Malola, T. Kumpulainen*, H. Häkkinen* and M. Pettersson* J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 14697–14704.
Spectroscopic Investigation of Photophysics and Tautomerism of Amino- and Nitroporphycenes I. Mbakara, A. Gajewsks, A. Listkowski, M. Kijak, K Nawara, T. Kumpulainen, E. Vauthey and J. Waluk* Phys. Chem. Chem. Phys.2022, 24, 29655–29666.
Photoinduced Electron Transfer in a Porphyrin–Fullerene Dyad at a Liquid Interface J. Sissaoui, A. Efimov, T. Kumpulainen*, and E. Vauthey* J. Phys. Chem. B2022, 126, 4723–4730.
Conference Report: SCS Photochemistry Section Symposium, Online Conference, June 19, 2020 T. Kumpulainen* Chimia2020, 74 (7/8), 629–630. (pdf)
Broadband Fluorescence Reveals Mechanistic Differences in Excited-State Proton Transfer to Protic and Aprotic Solvents P. Verma, A. Rosspeintner, B. Dereka, E. Vauthey, and T. Kumpulainen* Chem. Sci.2020, 11, 7963–7971.
Propyl Acetate/Butyronitrile Mixture is Ideally Suited for Investigating the Effect of Dielectric Stabilization on (Photo)Chemical Reactions P. Verma, A. Rosspeintner, and T. Kumpulainen* RSC Adv.2020, 10, 23682-23689.
Press release In collaboration with Dr. Fabien Cougnon, we characterized the physico-chemical properties of a family of quinolinium-based molecular links and knots. Our results showed that the properties are progressively modified as the tightness of the knots increases.
Accelerating the Shuttling in Hydrogen-Bonded Rotaxanes: Active Role of the Axle and the End Station T. Kumpulainen,* M.R. Panman, B.H. Bakker, M. Hilbers, S. Woutersen,* and A.M. Brouwer* J. Am. Chem. Soc.2019, 141 (48), 19118–19129.
Press release We reported on the synthesis and mechanistic characterization of the world's fastest molecular shuttle. Furthermore, use of excited-state proton transfer from a photoacid as the driving mechanism of the molecular shuttle was demonstrated for the first time.
Tuning Symmetry Breaking Charge Separation in Perylene Bichromophores by Conformational Control A. Aster, G. Licari, F. Zinna, E. Brun, T. Kumpulainen, E. Tajkhorshid, J. Lacour, and E. Vauthey* Chem. Sci.2019, 10, 10629–10639.
Conference Report: SCS Photochemistry Section Meeting, Fribourg, June 14, 2019 T. Kumpulainen,* A. Fürstenberg* Chimia2019, 73 (10), 840.
Spectroscopic Study of a Cinchona Alkaloid-Catalyzed Henry Reaction T. Kumpulainen,* J. Qian, and A.M. Brouwer* ACS Omega2018, 3 (2), 1871–1880.
Influence of Solvent Relaxation on Ultrafast Excited-State Proton Transfer to Solvent T. Kumpulainen,* A. Rosspeintner, B. Dereka, and E. Vauthey* J. Phys. Chem. Lett. 2017, 8 (18), 4516–4521.
Ultrafast Elementary Photochemical Processes of Organic Molecules in Liquid Solution T. Kumpulainen, B. Lang, A. Rosspeintner, and E. Vauthey* Chem. Rev. 2017, 117 (16), 10826–10939.
Selective Co-Encapsulation Inside a M6L4 Cage S.H.A.M. Leenders, R. Becker, T. Kumpulainen, B. de Bruin, T. Sawada, T. Kato, M. Fujita, and J.N.H. Reek* Chem. – Eur. J. 2016, 22 (43), 15468-15474.
Complexes of a Naphthalimide Photoacid with Organic Bases, and Their Excited-State Dynamics in Polar Aprotic Organic Solvents T. Kumpulainen,* B.H. Bakker, and A.M. Brouwer* Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17 (32), 20715-20724.
Synthesis and Spectroscopic Characterization of 1,8-Naphthalimide Derived “Super” Photoacids T. Kumpulainen, B.H. Bakker, M. Hilbers and A.M. Brouwer* J. Phys. Chem. B 2015, 119 (6), 2515-2524.
Effects of Carbon-Metal-Carbon Linkages on the Optical, Photophysical, and Electrochemical Properties of Phosphametallacycle-Linked Coplanar Porphyrin Dimers Y. Matano,* K. Matsumoto, H. Hayashi, Y. Nakao, T. Kumpulainen, V. Chukharev, N.,V. Tkachenko, H. Lemmetyinen,* S. Shimizu, N. Kobayashi,* D. Sakamaki, A. Ito, K. Tanaka, and H. Imahori J. Am. Chem. Soc.2012, 134 (3), 1825-1839.
Independence and Inverted Dependence on Temperature of Rates of Photoinduced Electron Transfer in Double-Linked Phthalocyanine-Fullerene Dyads H. Lemmetyinen,*T. Kumpulainen, M. Niemi, A. Efimov, J. Ranta, K. Stranius, and N.V. Tkachenko Photochem. Photobiol. Sci.2010, 9 (7), 949-959.
Close Proximity Dibenzo[a,c]phenazine-Fullerene Dyad: Synthesis and Photoinduced Singlet Energy Transfer R.K. Dubey,*T. Kumpulainen, A. Efimov, N.V. Tkachenko, and H. Lemmetyinen Eur. J. Org. Chem. 2010, 18, 3428-3436.
Synthesis and Characterization of Monoisomeric 1,8,15,22-Substituted (A3B and A2B2) Phthalocyanines and Phthalocyanine-Fullerene Dyads J. Ranta,*T. Kumpulainen, H. Lemmetyinen, and A. Efimov J. Org. Chem.2010, 75 (15), 5178-5194.
Interlayer Energy Transfer Between Perylene Diimide and Phthalocyanine Monolayers H. Lehtivuori,*T. Kumpulainen, A. Efimov, H. Lemmetyinen, F. Würthner, and N.V. Tkachenko J. Photochem. Photobiol. A2010, 221 (1), 26-31.
Electronic Energy Harvesting Multi BODIPY-Zinc Porphyrin Dyads Accommodating Fullerene as Photosynthetic Composite of Antenna-Reaction Center E. Maligaspe, T. Kumpulainen, N.K. Subbaiyan, M.E. Zandler, H. Lemmetyinen, N.V. Tkachenko,* and F. D′Souza* Phys. Chem. Chem. Phys.2010, 12 (27), 7434-7444.
Ultrafast Singlet-Singlet Energy Transfer in Self-Assembled via Metal-Ligand Axial Coordination of Free-Base Porphyrin-Zinc Phthalocyanine and Free-Base Porphyrin-Zinc Naphthalocyanine Dyads E. Maligaspe, T. Kumpulainen, H. Lemmetyinen, N.V. Tkachenko,* N.K. Subbaiyan, M.E. Zandler, and F. D′Souza* J. Phys. Chem. A2010, 114 (1), 268-277.
Photodynamics of Charge Separation and Recombination in Solid Alternating Films of Phthalocyanine or Phthalocyanine–Fullerene Dyad and Perylene Dicarboximide H. Lehtivuori,*T. Kumpulainen, M. Hietala, A. Efimov, H. Lemmetyinen, A. Kira, H. Imahori, and N.V. Tkachenko J. Phys. Chem. C2009, 113 (5), 1984-1992.
Photoinduced Electron Transfer in Langmuir-Blodgett Monolayers of Double-Linked Phthalocyanine-Fullerene Dyads H. Lehtivuori,*T. Kumpulainen, A. Efimov, H. Lemmetyinen, A. Kira, H. Imahori, and N.V. Tkachenko J. Phys. Chem. C2008, 112 (26), 9896-9902.
Väitöskirja:
Proton-Transfer Reactions in "Super" Photoacids and Supramolecular Aseemblies T. Kumpulainen, PhD thesis, University of Amsterdam, The Netherlands, 2015. (linkki)
Jatko-opiskelijat ja tutkijatohtorit
Tällä hetkellä tarjolla ei ole avoimia paikkoja. Voimme kuitenkin tukea potentiaalia hakijoita rahoitushakemuksen kirjoittamisessa. Mahdollisia kohteita ovat esim. Marie Skłodowska-Curie Fellowships, Akatemiatutkija ja useat säätiöt. Jos olet kiinnostunut hakemaan, ota yhteyttä ja voimme auttaa hakemuksen valmistelussa.
Kandi- ja maisterivaiheen opiskelijat
Etsimme jatkuvasti motivoituneita ja spektroskopiasta kiinnostuneita kandi- ja maisterivaiheen opiskelijoita. Ryhmä tarjoaa mahdollisuuden tutustua optisen spektroskopian eri menetelmiin. Ota rohkeasti yhteyttä, mikäli olisit kiinnostunut tekemään tutkimusprojektin ryhmässämme. Laita Tatulle sähköpostia, jossa kerrot lyhyesti miksi haluaisit työskennellä kanssamme.
