Elektrontranszfer folyamatok egyszerű modelljeinek tanulmányozása kvantum és klasszikus dinamikai módszerekkel = Quantum and classical dynamics investigations of simple models of electron transfer processes

Kutatásunk során egy felesleg elektron fizikai tulajdonságait vizsgáltuk vizes és metanolos közegben kevert kvantumos-klasszikus molekuladinamikai szimulációk alkalmazásával. Modelljeink magukba foglaltak véges méretű víz és metanol molekulafürtöket anionokat, víz-levegő határfelületen stabilizálódó felesleg elektront és tömbfázisú hidratált elektront. Megállapítottuk, hogy az elektron két alapvető módon stabilizálódhat: a vizsgált rendszer határfelületén, vagy annak belsejében. Az állapotok stabilitását a kísérletek fizikai körülményei határozzák meg, s ezektől függően elektrontranszfer folyamat mehet végbe a két lokalizációs mód között. A vizsgált rendszerek fizikai jellemzését elvégeztük, a kísérleti észlelésekre egy új, konzisztens magyarázattal szolgáltunk. A vizsgált modellekkel kapcsolatban az elektronállapotok közötti sugárzásmentes átmenetek sebességének számítására kidolgozott, a Fermi aranyszabályon alapuló kvantummechanikai formalizmusunk alkalmazásával megbecsültük a hidratált és metanolban szolvatált elektron gerjesztett állapotának élettartamát. Az eljárás további alkalmazásaként a hidratált elektron klasszikus módon számított optikai abszorpciós spektrumát is korrigáltuk. Eredményeink jó összhangban vannak a kísérleti tapasztalatokkal. A hidratált elektron rendszert, mint hasznos és egyszerű modellt alkalmaztuk a biomolekulákat körülvevő oldószer molekulák és ellenionok eloszlását modellező klasszikus sűrűségfunkcionál módszer kidolgozása során is. | We examined the physical properties of excess electrons in water and methanol using mixed quantum-classical molecular dynamics simulations. The investigated systems included finite size water and methanol cluster anions, excess electrons stabilized on water/air interfaces, and the bulk hydrated electron. We found that excess electrons can stabilize in two localization modes in polar media: on the interface or in the interior of the examined system. The relative stability of the localization modes is determined by the experimental conditions. Depending on the conditions electron transfer can take place between the two localization modes. We performed the physical characterization of the examined systems, and gave a new and consistent interpretation of the experimental observations. In connection with the examined models, we developed a new quantum mechanical formalism for the description of the radiationless electronic transitions based on the Fermi golden rule. We applied the formalism to compute the excited state lifetime of an excess electron in water and methanol and, as a somewhat different application, the optical absorption spectrum of the hydrated electron. Our results are in good agreement with the experimental findings. We also applied the hydrated electron system, as a useful and simple model, in the development of the classical density functional theory modeling the counterion and solvent distribution of important biomolecules

Szénmonoxid preferenciális oxidációja hidrogén jelenlétében (PROX reakció) = Preferential oxidation of carbon monoxide in the presence of hydrogen (PROX reaction)

A PEM tüzelőanyagcellákat tápláló hidrogénből az anódkatalizátort mérgező CO eltávolítása nagy jelentőségű folyamat. A támogatott kutatás keretében különböző típusú katalizátor-rendszereket vizsgáltunk CO nagy feleslegű hidrogénben végzett katalitikus oxidációjában (PROX reakció). Részletesen tanulmányoztuk az Mn-, Co-, vegyes Mn-Co-oxid és a három aktív komponenst tartalmazó Au-CuO-CeO2 rendszereket. Elemeztük a komponensek egymásra gyakorolt hatását, az összetétel és a szerkezet összefüggéseit. Megállapítottuk, hogy az Au/CuO/SiO2 katalizátor rendszer hatékonyabb PROX reakcióban, mint a Au/SiO2 és CuO/SiO2 katalizátorok (maximális CO konverzió, ?CO=60-65%). A CuO/CeO2 rendszer a redukáló előkezelés után közel 100%-os CO konverziót biztosított, szűk hőmérsékletablakban. Az Au részecskék bevitele ennek csökkenését okozta. Mn-oxalát lecsapásával és hőmérséklet programozott oxidációjával előállított nem-sztöchiometrikus MnOx esetén a kezdeti 90%-os CO konverzió folyamatosan csökkent a rácsból irreverzibilisen kivont oxigén miatt. Az oxalátos technikával előállított Co3O4 viszont 180oC körül közel 100%-os CO konverziót mutatott ismételt PROX ciklusokban egyre szélesebb hőmérséklet-tartományban (180-250oC). Az együtt lecsapott Mn- és Co-oxalátból kialakult Mn-szubsztituált Co3O4 esetén a 100% CO konverziót kaptunk a 130-180oC tartományban, amely szűkült az ismételt reakciókban. A jelenségek értelmezését az eredményeinket bemutató közleményekben részletesen kifejtjük. | Removal of CO from hydrogen feed to PEM fuel cells is a practically important process. In the framework of this project different kinds of catalytic systems were examined in the CO oxidation reaction in the presence of large hydrogen excess (PROX reaction). Mn-, Co-, mixed Mn-Co-oxides and Au-CuO-CeO2 system, with three active components, were examined in details. The interaction of these components, the effect of composition and structure was studied. It was found, that Au/CuO/SiO2 catalyst is more effective in the PROX reaction than the Au/SiO2 and CuO/SiO2 systems (maximum CO conversion, ?CO=60-65%). The CuO/CeO2 system resulted in almost 100% conversion after reductive pre-treatment, but in a narrow temperature window. Introduction of Au nanoparticles weakened its PROX performance. The non-stoichiometric MnOx, prepared by Mn-oxalate precipitation and temperature programmed oxidation, resulted in 90% CO conversion initially, which decreased due to the irreversible elimination of the lattice oxygen. The Co3O4 prepared by the oxalate method resulted in almost 100% conversion around 180oC, the temperature window broadened (180-250oC) in repeated PROX cycles. In the case of Mn substituted Co3O4, prepared by co-precipitation of Mn and Co-oxalate, 100% CO conversion was obtained in the range of 130-180oC, which narrowed in consecutively repeated reactions. The discussion and interpretation of the observations is given in details in the publications about the results

Elektrontranszfer folyamatok egyszerű modelljeinek tanulmányozása kvantum molekuladinamikai módszerekkel: víz- és metanolklaszter anionok, és negatívan töltött víz/levegő határfelületek = Quantum Molecular Dynamics Simulations of Simple Models for Electron Transfer Processes: Water and Methanol Cluster Anions, and Negatively Charged Water/Air Interfaces

Kutatásunk során egy felesleg elektron fizikai tulajdonságait vizsgáltuk vizes és metanolos közegben kevert kvantumos-klasszikus molekuladinamikai szimulációk alkalmazásával. Modelljeink magukba foglaltak véges méretű víz és metanol molekulafürtöket anionokat, víz-levegő határfelületen stabilizálódó felesleg elektront és tömbfázisú hidratált elektront. Megállapítottuk, hogy az elektron két alapvető módon stabilizálódhat: a vizsgált rendszer határfelületén, vagy annak belsejében. Az állapotok stabilitását a kísérletek fizikai körülményei határozzák meg, s ezektől függően elektrontranszfer folyamat mehet végbe a két lokalizációs mód között. A vizsgált rendszerek fizikai jellemzését elvégeztük, a kísérleti észlelésekre egy új, konzisztens magyarázattal szolgáltunk. A vizsgált modellekkel kapcsolatban az elektronállapotok közötti sugárzásmentes átmenetek sebességének számítására kidolgozott, a Fermi aranyszabályon alapuló kvantummechanikai formalizmusunk alkalmazásával megbecsültük a hidratált és metanolban szolvatált elektron gerjesztett állapotának élettartamát. Az eljárás további alkalmazásaként a hidratált elektron klasszikus módon számított optikai abszorpciós spektrumát is korrigáltuk. Eredményeink jó összhangban vannak a kísérleti tapasztalatokkal. | We examined the physical properties of excess electrons in water and methanol using mixed quantum-classical molecular dynamics simulations. The investigated systems included finite size water and methanol cluster anions, excess electrons stabilized on water/air interfaces, and the bulk hydrated electron. We found that excess electrons can stabilize in two localization modes in polar media: on the interface or in the interior of the examined system. The relative stability of the localization modes is determined by the experimental conditions. Depending on the conditions electron transfer can take place between the two localization modes. We performed the physical characterization of the examined systems, and gave a new and consistent interpretation of the experimental observations. In connection with the examined models, we developed a new quantum mechanical formalism for the description of the radiationless electronic transitions based on the Fermi golden rule. We applied the formalism to compute the excited state lifetime of an excess electron in water and methanol and, as a somewhat different application, the optical absorption spectrum of the hydrated electron. Our results are in good agreement with the experimental findings

Kvantum molekuladinamikai szimulációk: elmélet és alkalmazások az elektrontranszfer folyamatok vizsgálatára = Quantum Molecular Dynamics Modelling: Theory and Applications to Electron-Transfer Processes

Kutatásunk során kondenzált fázisú kémiai reakciók és relaxációs folyamatok alapvető összefüggéseit tanulmányoztuk egyszerű modellek kevert kvantumos klasszikus molekuladinamikai szimulációjával. A szimulációk alkalmazása mellett a kevert kvantumos klasszikus módszer elemzésével és fejlesztésével is foglalkoztunk. Pszeudopotenciál elméleti analízist hajtottunk végre az elektron-vízmolekula potenciálon, melynek során a hidratált elektron hagyományos üreg-modelljét megkérdőjelező modellek komoly hiányosságaira mutattunk rá. Hasonló érvelés alkalmazása segítségével kidolgoztunk egy új elektron-metanol molekula potenciált is. Negatívan töltött víz és metanol molekulafürtök tulajdonságainak vizsgálata során elemeztük a legfontosabb kölcsönhatásokat, konfigurációkat, és a rendszerek egyensúlyi és nem-egyensúlyi dinamikai viselkedését. Az alapállapot elemzésén túlmenően a molekulafürt negatív töltését adó felesleg elektron gerjesztését, majd az alapállapotba történő relaxáció mechanizmusát és sebességét is megvizsgáltuk. Szimulációs eredményeink a kísérleti mérésekkel kiváló összhangban állnak és a kísérletek egy teljesen új interpretációját teszik lehetővé. Kutatásunk során lehetőségünk nyílt a hidratált elektronnal kapcsolatos elméleti eredményeket összefoglaló tanulmányok megírására is mind angol, mind magyar nyelven. | We investigated the basic physical properties of simple systems modeling condensed phase chemical reactions and relaxation processes by the application of mixed quantum-classical molecular dynamics simulations. Besides performing simulations we also examined the methodology and improved important ingredients of the mixed quantum classical simulation technique. Pseudopotential theory based theoretical analysis of the electron-water molecule potential lead us to conclude that pseudopotentials questioning the traditional cavity model of the hydrated electron suffer from serious deficiencies. Based on similar arguments we developed a new electron-methanol molecule potential. We examined the physical properties of negatively charged water and methanol clusters starting from their most important interactions and configurations to their equilibrium and non-equilibrium dynamical behavior. In addition to analyzing the ground state properties, we simulated the excitation of an excess electron in water and methanol cluster anions, and examined the mechanism and calculated the rate of the electronic relaxation back to the ground state. The simulation results are in excellent agreement with experimental measurements, but at the same time offer a completely different interpretation of the data. In the research period we also had the opportunity to review the theoretical results on the hydrated electron subject both in Hungarian and English

Differenciál- és differenciaegyenletek kvalitatív és kvantitatív elmélete alkalmazásokkal = Qualitative and quantitative theory of differential and difference equations with applications

Kutatásaink a következő témakörökhöz kapcsolódtak: Megoldások aszimptotikus jellemzése és stabilitása; integrálegyenletek és egyenlőtlenségek mértékterekben; differenciálegyenletek megoldásainak paraméterektől való differenciálható függése, paraméterek becslése; állapotfüggő késleltetésű differenciálegyenletek stabilitása. A 2004-2007 kutatási időszakban 31 publikációnk jelent meg. Dolgoztainkra az elmúlt négy évben 575, ezen belül a kutatási periódusban megjelent 31 publikációnkra pedig 57 hivatkozást regisztráltunk. Eredményeinkről 9 plenáris, 33 meghívott szekció és 16 szekció előadásban számoltunk be nemzetközi konferenciákon. Ezeken kívül 34 meghívott előadást tartottunk különböző hazai és külföldi egyetemek szakmai szemináriumain. | Our research is related to the following topics: Asymptotic characterization and stability of solutions; integral equations and inequalities in measure spaces; differentiability of the solutions with respect to the parameters, and parameter estimation methods; stability of differential equations with state-dependent delays. 31 of our pubications have appeared in the research period 2004-2007. We have counted 575 citations of our papers in the last four years, including 57 citations of our 31 papers published in this period. We gave 9 plenary, 33 invited, and 16 contributed talks at international conferences, and 34 invited talks at research seminars of national and foreign universities

Természetes ölő (NK) T lymphocyták légúti gyulladásokban = Natural killer (NK) T lymphocytes in airway inflammation

1.A természetes ölősejtek által keltett légúti gyulladás szteroid gyulladásgátlóval szemben rezisztens. 2.Ebben a modellben csökken az allergiával szembeni tolerancia és fokozódik egy viszonylag újabban felfedezett gyulladáskeltő mediátor, az interleukin-17 (IL-17) szintézise a tüdőben. 3. Az IL-17 hiánya a fenti modellben szteroid rezisztenssé teszi a légúti hyperreaktivitást. 4. Szteroid rezisztens légúti allergia (asthma) modellünkben microarray technikával találtunk mintegy 23 olyan gént, melyeknek a szteroid rezisztencia kialakulásában szerepe lehet. 5. Terhes asthmás betegekben igazoltuk, hogy a Treg sejtek számbeli fokozódása elmarad, mely egészséges terhességben egyébként jellemző. Az anyai asthma tehát csökkenti a terhesség alatti immuntoleranciát. 6. Ugyanerre utalt a szérum HSP70 koncentráció, valamint a Th17/Treg sejtarány emelkedése is asthmás terhesekben. 7. Egészséges terhesekben összefügg a Treg sejtek számának fokozódása (immuntolerancia) a magzati növekedés fiziológiás mértékével. Asthmás terhesekben a Treg szám nem nő és nincs összefüggés a Treg szám és a magzati születési súly között. 8.Számos eredmény született a dohányzás által kiváltott kísérletes pulmonalis hypertonia pathomechanizmusáról, a cisplatinnal kapcsolatos nephropathia kockázati télnyezőiről, valamint az asthma és a tüdőrák különféle biomarkereiről. | 1.Airway inflammation induced by the activation of natural killers proved to be resistant to treatment by steroid antiinflammatory agents. 2.In this model, tolerance against the development of allergies is decreased and the synthesis of interleukin-17 (IL-17), a recently discovered proinflammatory mediator, is increased. 3.Absence of IL-17 in this model of asthma makes airway inflammation steroid resistant. 4.In our earlier, steroid resistant airway allergy model, using microarray technique, we have identified 23 genes possibly responsible for steroid resistance. 5.The increase of Treg cells in healthy pregnancy is absent in pregnant patients suffering from asthma. Thus, asthma interferes with natural immunotolerance of pregnancy. 6.The same conclusion can be drawn basen on the increase of heat-shock protein-70 and the Th17/Treg ratio in asthmatic pregnants. 7.There is a relationship between the abundance of maternal Tregs and the birth weight of newborns in healthy pregnants. This relationship is absent in asthmatic pregnants as is the abundance of Tregs. 8. Many new findings have been published by us about the mechanism of experimental pulmonary hypertension induced by smoking and nephropathy induced by cisplatin (in lung cancer patients). New biomarkers (in the exhaled breath) were identified in asthmatics and lung cancer patients

Örökletes és immunológiai bőrgyógyászati kórképek epidemiológiai és molekuláris genetikai vizsgálata = Epidemiological and molecular genetic study of the inherited and immunodermatological diseases

Örökletes bőrgyógyászati megbetegedések: A genetikai hátterű bőrgyógyászati betegségek között kiemelt jelentőségű az epidermolysis bullosa (EB) csoport. EB simplexben szenvedő betegek keratin 5 és 14 génjeinek mutáció analízisét komplikáló pszeudogén kiküszöbölésére új módszert dolgoztunk ki, allél-specifikus PCR és RFLP kombinálásával. Epidemiológiai megfigyelésünk szerint hazánk egyes régióiban a csecsemőhalandóság az EB junctionalis Herlitz variánsának következtében kimagasló, ezért alapító hatás következtében domináló gyakoriságú, halmozódó mutációt valószínűsítettünk a laminin-332 heterotrimer adhéziós fehérjét meghatározó géneket érintően. EB dystrophica asszociált spinocelluláris carcinoma immunhisztokémiai vizsgálatainak eredménye felvetette, hogy a MMP (matrix metalloproteináz)-7 és MMP-13 a progresszió tumor-sejt specifikus markerei, és így a tumorterápia potenciális targetjei lehetnek. Herediter elszarusodási zavarok esetében új gének vizsgálatát vezettük be és sikeres mutációanalízist végeztünk. Immunológiai bőrgyógyászati megbetegedések: Kombinált in silico és in vitro real-time PCR analízissel bizonyítottuk a bullosus pemphigoid multikauzális kórkép ethiopathogenezisében az anello vírusok közé tartozó Torque Teno vírus szerepét. | Inherited dermatological diseases: The epidermolysis bullosa (EB) group is of particular importance among genetically inherited dermatological diseases. We developed a new method combining allele specific PCR and RFLP for the analysis of keratin 5 and 14 gene mutations in EB simplex patients, for the exclusion of pseudogenes. Our epidemiological survey showed that infant mortality is strikingly high in certain regions of our country due to the Herlitz variant of junctional EB, and we proposed a high frequency cumulative mutation involving laminin-332 heterotrimer adhesion protein genes through founder effect. Our immunohistochemical studies of dystrophic EB associated spinocellular carcinomas suggest that MMP (matrix metalloproteinase)-7 and MMP-13 are tumor-specific markers of progression and may be potential targets in tumor therapy. We developed new genetical assays in hereditary dyskeratoses for the mutational analysis of new genes. Immunological skin diseases: Combining in silico and in vitro real-time PCR analysis we confirmed the role of Torque Teno virus (an anellovirus) in the multicausal etiopathogenesis of bullous pemphigoid

Adalékok a magyarországi, 19-20. századi művészet történetéhez. Egy több generációs művészcsalád levéltári hagyatékának és művészi munkásságának tükrében.

London 1908. kiállítás Earl's Courtban lezárás előtt. Digitalizálva van: Rippl József levelezései - Vágó Pál levelezései; Millenniumi tervezetei - Munkácsi Honfoglalás képével kapcsolatos írások - Kézdi Kovács László levelezése Hollossy Simonnal, Telepy Károllyal - Kézdi Kovács László, Elemér, Sárdy Brutus régi korabeli fotóanyagának, és festményanyagának részbeni digitalizálása. - Antalffy Zsiros Dezső családi levéltári anyagának feldolgozása. - Sárdy Lóránt festőművész, művészettörténész és restaurátor Budai Várnegyed, Nagytétényi Kastély, Fertődi Kastély falképeinek feltárása és restaurálása. -Rippl Rónai József levelezése -Vágó Pál Milleneumi tervezete Szinháztörténeti anyagok, Zenetörténeti anyagok, irodalomtörténeti anyagok feldolgozása | The correspondence of Vágó Pál, Kézdi Kovács László, Antalffy Zsiros Dezső, Sárdy Lóránt, Rippl Rónai József,Sárdy Brutus ,Kézdi Kovács Lorant,. London 1908. kiállítás Earl's Courtban lezárás előtt. Digitalizálva van: Rippl József levelezései - Vágó Pál levelezései; Millenniumi tervezetei - Munkácsi Honfoglalás képével kapcsolatos írások - Kézdi Kovács László levelezése Hollossy Simonnal, Telepy Károllyal - Kézdi Kovács László, Elemér, Sárdy Brutus régi korabeli fotóanyagának, és festményanyagának részbeni digitalizálása. - Antalffy Zsiros Dezső családi levéltári anyagának feldolgozása. - Sárdy Lóránt festőművész, művészettörténész és restaurátor Budai Várnegyed, Nagytétényi Kastély, Fertődi Kastély falképeinek feltárása és restaurálása. -Rippl Rónai József levelezése -Vágó Pál Milleneumi tervezete Szinháztörténeti anyagok, Zenetörténeti anyagok, irodalomtörténeti anyagok feldolgozás

Elektrokémiai adszorpcióval kapcsolatos vizsgálatok = Adsorption-related electrochemical problems

1. Széleskörűen jellemeztük az Ir(111) és Ir(100) egykristályok elektrokémiai tulajdonságait vizes oldatokban, feltártuk a fontosabb anion-adszorpciós jellemzőket. 2. Megmutattuk, hogy a platinacsoport egyes tagjain, mint elektródokon, vizes oldatokban, az ún. kettősréteg-tartományban olyan impedanciaspektrumok mérhetők, amelyek lassú anionadszorpcióra vezethetők vissza. 3. Adszorbeált köztiterméken keresztül lezajló elektrokémiai folyamat, a hidrogénleválás mechanizmusát tanulmányoztuk zajanalízissel, ezüst és réz mikroelektródon. A kísérleteink során sikerült elkülöníteni a teljes zajból a töltésátlépési folyamat sörétzaját; melyből a vonatkozó elméletnek megfelelő látszólagos elektronszám változásokat kaptunk. 4. Femtoamperes felbontású bipotenciosztátot készítettünk, nanoréseket állítottunk elő; egyedi viologénszármazék-molekulák vezetőképességét mértük meg oxidált és redukált állapotukban. 5. Impedanciaspektroszkópiával jellemeztük polimerfilmek átnedvesedésének és kiszáradásának kinetikáját; ezt egy duzzadási modellel jellemeztük. | 1. The electrochemical properties of the single crystalline Ir(111) and Ir(100) electrodes have been studied in aqueous solutions; anion adsorption on these electrodes has been characterized. 2. We have demonstrated that on certain electrodes of platinum group metals in aqueous solutions, in their so-called double layer region, the properties of the impedance spectra can be traced back to slow anion adsorption. 3. Mechanism of an electrochemical process involving adsorbed intermediates: the hydrogen evolution on silver and copper microelectrodes has been studied by noise analysis. The shot noise contribution to the total noise spectra could be separated; the obtained apparent electron change number of the electrode reaction was found to be in accord with the corresponding theory. 4. A bipotentiostat of femtoampere resolution has been developed; conductivity of individual viologen molecules has been determined. 5. The kinetics of wetting/drying of polymer films have been studied by impedance spectroscopy; the findings have been rationalized by a swelling model

Döntéstámogatás fuzzy módszerekkel, optimalizálással = Decision support with fuzzy methods and optimization.

2003 és 2006 közt kutatásokat két irányban folytattam: fuzzy osztályozás és optimalizálás evolúciós algoritmussal (EA). A fuzzy témakörben egy EA alapú fuzzy osztályozó algoritmust publikáltam. Az optimalizálás témakörben több algoritmust fejlesztettem, melyek különböző EA struktúrákat, ill. memória alapú technikákat alkalmaztak. Több skalár optimalizálás algoritmust publikáltam: nem-lineáris problémák, kombinatorikus optimalizálás (QAP, 3-SAT, BQP, TSP). Vektoroptimalizálás témakörben algoritmusaim: nem-lineáris optimalizálás, kombinatorikus problémák (QAP, TSP). Több algoritmusom eredménye hasonló, vagy jobb minőségű, mint a megjelenéskor ismert más EA módszerek eredménye. | Between 2003 and 2006 my research had two directions: fuzzy classification and optimization with evolutionary algorithm (EA). In the fuzzy topic I published a fuzzy classification algorithm based on EA. In the optimization topic I developed algorithms with different EA structures and used memory based techniques. I published more single-objective algorithms, e.g. non-linear optimization with parallel EAs, combinatorial optimization (QAP, 3-SAT, BQP, TSP). I published some multi-objective algorithms: a non-linear optimization method and combinatorial optimization (QAP, TSP). By some of my published algorithms the results had similar or better quality than the other EA in the same topics