Le thème « Réactivité des ions » concerne des membres du groupe de plusieurs équipes :
- C. Romanzin, R. Thissen C. Alcaraz (Photoionisation VUV et réactions ion-molécule)
- M. Héninger, (E. Louarn), H. Mestdagh, J. Lemaire (Analyse de trace)
- D. Scuderi (Couplages Spectrométrie de masse, infra-rouge et spectroscopie de mobilité ionique)
qui sont impliqués également dans deux autres thèmes du groupe, « Physico-chimie analytique » et « Interaction avec des photons - Spectroscopie ».
Ces équipes ont une expertise sur la physicochimie des ions en phase gazeuse et des processus intervenant dans les spectromètres de masse. Les motivations des travaux menés sont multiples :
La compréhension de la dynamique réactionnelle et de l’effet des différentes formes d’énergie sur la réactivité (énergie de collision, énergie interne des réactifs)
La détermination des coefficients de vitesses ou section efficaces absolues de réaction ainsi que des rapports de branchement entre les différents produits formés.
Ces mesures sont utiles pour la modélisation de milieux complexes (ionosphères planétaires, milieu interstellaire, plasmas froids, …)
La détection en temps réel de composés organiques volatils (COV) dans l’air ou dans l’eau en utilisant comme technique d’ionisation des réactions ions molécule. Ceci afin d’ioniser sélectivement les composés recherchés (des polluants dans l’air par exemple)
Pour aider à l’étude de la réaction entre un ion et une molécule neutre ou pour la compléter, l’interaction des neutres ou des ions avec les photons est utilisée soit pour préparer un ion avant réaction (photoionisation), soit pour sonder un ion produit (photoexcitation, photofragmentation ou photodétachement dans le cas des anions) soit pour photo induire une réaction. La connaissance de la spectroscopie de ces espèces est donc souvent un préalable nécessaire aux études de réactivité.
Cette activité repose sur l’utilisation de plusieurs montages expérimentaux développés dans les différentes équipes basés sur des techniques de guides d’ions ou de pièges à ions :
- CERISES
- MICRA, BTRAP, …
- Piège de Paul (Esquire Bruker 3000+)
- et utilisant les différentes sources de photons disponibles sur les plateformes de l’ICP (CLIO, laser OPO/OPA, Laser UV à 266 nm) ou de l’Université Paris-Saclay (synchrotron SOLEIL, laser VUV à l’ISMO, …).