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Analyse de volatiles issus du réchauffement d’analogues de glaces interstellaires – VAHIIA

VAHIIA

Analyse de volatiles issus du réchauffement d’analogues de glaces interstellaires

Mise au point de l'analyse des VOC par le système VAHIIA et premières analyses de VOC provenant d'analogues de glaces

1- Le recrutement d'un post-doc Dr Ninette BELLES-LIMEUL (Abou Mrad) (06/2013), <br />2- Livraison GC-MS (07/2013), <br />3- Mise en place de l'interface entre notre cryostat et la GC-MS (09/2004). <br />4- Calibration GC-MS (02/2014). <br />5- Calibration de l'interface VAHIIA (02/2014). <br />

L'interface VAHIIA se compose de deux unités. L'une dite de préconcentration permet la préconcentration des VOC et la remise à pression voulue pour permettre le transfert des VOC pigés vers l'unité d'injection de la GC. Cette seconde unité permet l'injection des VOC en phase gaz. Ce système VAHIIA permet ainsi la récupération des VOC sublimant au sein d'une chambre sous vide (10-9 mbar) sur des temps allant de quelques minutes à quelques heures été leur analyse online par le dispositif GC-MS.

L'interface VAHIIA a été validée et calibrée. La répétabilité sur l'injection est de l'ordre de 13% et les limites de détection de l'ordre du nanomole. Le transfert de VOC standard de la chambre sous vide vers la GC-MS a été effectué et validé sans problème.

Nous sommes en train de mettre au point les protocoles analytiques (colonnes, programmes de température...) pour obtenir la séparation par GC-MS d'un maximum d'espèces en une seule injection. Nous travaillons actuellement en ionisation par impact électronique et allons passer en ionisation chimique. Ce point est essentiel puisque lors de l'analyse des VOC provenant d'analogues de glace, l'identification va être un des points cruciaux, et l'ionisation chimique devrait pouvoir nous aider lors de cette étape.
Début septembre, nous appliquerons le système développé à l'analyse de VOC provenant de la réaction strecker qui permet la formation d'aminonitrile dans les conditions de glaces cométaires, ces aminonitriles étant des précurseurs d'acides aminés. Fin 2014 nous prévoyons de tester notre système sur de vrais analogues de glaces interstellaire/cométaire.

Publications:
1. Formation of hydroxyacetonitrile (HOCH2CN) and polyoxymethylene (POM)-derivatives in comets from formaldehyde (CH2O) and hydrogen cyanide (HCN) activated by water” G. Danger, A. Rimola, N. Abou Mrad, F. Duvernay, G. Roussin, P. Theule and T. Chiavassa, Physical Chemistry Chemical Physics 16 (2014) 3360-3370
2. Development and optimization of an analytical system for the Volatile organic compounds Analysis coming from the Heating of Interstellar/cometary Ice Analogs (VAHIIA), Ninette Abou Mrad, Fabrice Duvernay, Patrice Theulé, Thierry Chiavassa and Grégoire Danger, Analytical Chemistry (2014), major revision

6 Communications orales:

Les défis de ce projet consistent à simuler par le biais d'expériences de laboratoire, l'évolution chimique de glaces et grains interstellaires/cométaires, de manière à comprendre l'évolution de la matière organique au cours du cycle de vie des grains interstellaires. Actuellement, notre équipe développe deux approches complémentaires pour étudier cette évolution. Tout d'abord, nous étudions la réactivité chimique qui peut se produire au sein des analogues de glaces interstellaires ou cométaires, en travaillant sur des systèmes de petite taille (deux ou trois réactifs). Deuxièmement, nous étudions la caractérisation des résidus réfractaires formés pendant la photolyse et le réchauffement d'analogues de glaces, sans aucune dégradation à l'aide de l'Orbitrap. Nous proposons de développer une nouvelle approche, qui consiste à mettre en œuvre un système analytique pour l'analyses de volatils provenant du réchauffement d'analogues de glace interstellaire, le projet VAHIIA. Ce nouveau dispositif nous aidera à obtenir une meilleure compréhension des réactions chimiques qui conduisent à la formation des résidus réfractaires. Il donnera également des informations cruciales sur les espèces qui subliment pendant le réchauffement du noyau cométaire. Ce système consistera à coupler à un système cryogénique ultra-vide , un système de chromatographie en phase gazeuse couplé un spectromètre de masse afin d'analyser les espèces gazeuses sublimant lors du réchauffement d'analogues de glaces. Par conséquent, le projet VAHIIA sera le chaînon manquant entre les deux projets existants, et l'ensemble fournira une approche globale expérimentale visant à retracer l'histoire chimique de tels analogues en étudiant la réactivité de la glace à basse température, l'analyse des espèces volatiles sublimant au cours de leur réchauffement, et la caractérisation des résidus réfractaires résultant de ce réchauffement. Le projet VAHIIA a déjà été soumis en 2011. Le programme scientifique de la demande de 2012 est le même que celui de la demande précédente. Les principales modifications sont présentes dans la description par tâches de cette demande, et dans la partie financement. Nous demandons notamment un financement pour le recrutement d'un post-docteur sur deux années, dont les objectifs seront de participer aux développements et à l'analyse GC-MS. Par ailleurs, une réponse détaillée aux «Retour au coordinateur" est donnée dans la section 3 du document annexe.

Coordinateur du projet

Monsieur Grégoire Danger (Laboratoire de Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires) – gregoire.danger@univ-amu.fr

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

PIIM Laboratoire de Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires

Aide de l'ANR 247 520 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2012 - 36 Mois

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