極端紫外線(xiàn)激光顯示出大氣污染物的產(chǎn)生
先進(jìn)的激光技術(shù)使研究人員能夠?qū)崟r(shí)觀察到污染物分解為大氣中的亞硝酸，這在臭氧和光化學(xué)煙霧的形成中起著關(guān)鍵作用。北海道大學(xué)研究人員在《物理化學(xué)快報(bào)》上描述的這項(xiàng)技術(shù)可以廣泛地應(yīng)用。
硝基酚是在大氣中發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)顆粒物，是化石燃料燃燒和森林大火形成的。假設(shè)光與硝基酚相互作用并分解為亞硝酸; 已知大氣中的亞硝酸會(huì)產(chǎn)生負(fù)責(zé)臭氧形成的羥基自由基。過(guò)多的臭氧和氮氧化物會(huì)導(dǎo)致形成稱(chēng)為光化學(xué)煙霧的大氣霧霾，這可能會(huì)導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)疾病。迄今為止，還沒(méi)有證據(jù)表明硝基酚會(huì)被陽(yáng)光分解為亞硝酸。
北海道大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)家Taka Sekikawa及其同事開(kāi)發(fā)了一種新的探測(cè)技術(shù)來(lái)實(shí)時(shí)觀察該過(guò)程。然后，他們將測(cè)量結(jié)果與理論量子化學(xué)計(jì)算進(jìn)行了比較。
關(guān)川說(shuō)：“我們的研究表明陽(yáng)光照射鄰硝基苯酚是大氣中亞硝酸產(chǎn)生的直接原因之一。”
該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種先進(jìn)的激光技術(shù)，該技術(shù)包括用400納米波長(zhǎng)的激光激發(fā)硝基苯酚，然后在其上發(fā)出非常短，非常快的紫外線(xiàn)脈沖，以觀察會(huì)發(fā)生什么。具體來(lái)說(shuō)，他們使用的是極短波長(zhǎng)的極紫外光，其飛秒級(jí)的發(fā)光時(shí)間為十億分之一秒。整個(gè)過(guò)程測(cè)量隨著硝基酚化合物的分解而發(fā)生的能態(tài)和分子變化。
在大氣中，日光分解硝基酚形成亞硝酸(HONO)，導(dǎo)致光化學(xué)煙霧。圖片來(lái)源：香川太郎
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，硝基苯酚首先被光激發(fā)后，亞硝酸開(kāi)始形成374飛秒。分解過(guò)程涉及通過(guò)光照射使硝基苯酚分子的形狀變形并改變其能量狀態(tài)，最終導(dǎo)致亞硝酸的形成。
Sekikawa說(shuō)：“使用極紫外光的光電子能譜作為測(cè)量化學(xué)反應(yīng)的方法有望得到廣泛的應(yīng)用。” “例如，它可以用來(lái)了解紫外線(xiàn)在分子水平上滅活病毒的機(jī)理，以及了解大氣中發(fā)生的其他化學(xué)反應(yīng)。
標(biāo)簽： 極端紫外線(xiàn)激光