جو زمین چگونه خودش را تمیز می کند؟

یک شیمیدان دانشگاه کالیفرنیا اطلاعات جدید و مبهوت کننده ای را در مورد نحوه شکل گیری یک ملکول پاک کننده هوا ارائه کرد.

به گزارش تکناک، محققان مکانیسم جدیدی را کشف کرده‌اند که هیدروکسید (OH) را از طریق یک میدان الکتریکی قوی که در سطح بین قطرات آب موجود در هوا و هوای اطراف آنها وجود دارد ایجاد می‌کند. این فرایند می‌تواند به اتمسفر کمک کند خود را از آلاینده‌ها و گازهای گلخانه‌ای پاک کند.

فعالیت‌ های انسانی انواع مختلفی از آلاینده‌ها را در هوا منتشر می‌کنند و بدون مولکولی به نام هیدروکسید (OH)، بسیاری از این آلاینده‌ها در اتمسفر تجمع می‌کنند.

در تحقیق جدیدی که در 3 آوریل در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شد، یک تیم تحقیقاتی شامل سرگئی نیزکورودوف، استاد شیمی دانشگاه کالیفرنیا در ارواین، گزارش دادند که یک میدان الکتریکی قوی در سطح بین قطرات آب موجود در هوا و هوای اطراف آنها می تواند با مکانیسمی که قبلا ناشناخته است، OH ایجاد کند.

این یافته‌ای است که می‌تواند نحوه درک دانشمندان را تغییر دهد که چگونه هوا خود را از موادی مانند آلاینده‌های منتشر شده توسط انسان و گازهای گلخانه‌ای پاک می‌کند. OH می‌تواند با این ترکیبات واکنش نشان دهد و آنها را از بین ببرد. نیزکورودوف گفت: شما برای اکسید کردن هیدروکربن ها به OH نیاز دارید، در غیر این صورت آنها به طور نامحدود در جو جمع می شوند.

OH یک بازیگر کلیدی در داستان شیمی اتمسفر است. کریستین جورج، شیمیدان اتمسفر در دانشگاه لیون در فرانسه و نویسنده اصلی این مقاله می گوید: این فرایند واکنش هایی را آغاز می کند که آلاینده های موجود در هوا را تجزیه می کند و به حذف مواد شیمیایی مضر از جو مانند دی اکسید گوگرد و اکسید نیتریک که گازهای سمی هستند کمک می کند. بنابراین، داشتن درک کامل از منابع و مخازن آن، کلید درک و کاهش آلودگی هوا است.

پیش از این، محققان تصور می کردند که نور خورشید عامل اصلی تشکیل OH است. سابقا تصور بر این بود که شما باید OH را با فتوشیمی یا فرایند شیمیایی ردوکس (واکنش اکسایش کاهش) بسازید. آنچه که این مقاله در اصل می گوید این است که شما به هیچ یک از اینها نیاز ندارید. در خود آب خالص، OH می تواند به طور خود به خود با شرایط خاص روی سطح قطرات ایجاد شود.ملکول پاک کننده هوا

این تیم بر اساس نتایج تحقیقات دانشمندان دانشگاه استنفورد به رهبری ریچارد زارع که تشکیل خود به خودی پراکسید هیدروژن بر روی سطوح قطرات آب را گزارش کرد بود بنا نهاده شد. یافته های جدید به تفسیر نتایج غیرمنتظره گروه زارع کمک می کند.

این تیم غلظت OH را در شیشه آزمایشگاهی مختلف که برخی حاوی سطح هوا-آب و بقیه فقط حاوی آب بدون هوا بودند اندازه‌گیری کرد. سپس تولید OH را در تاریکی با گنجاندن یک ملکول پاک کننده هوا در شیشه های آزمایشگاهی که هنگام واکنش با OH فلورسانس می شود، ردیابی کرد.

چیزی که آنها دیدند این بود که نرخ تولید OH در تاریکی معادل و حتی بیشتر از زمانی است که OH با در معرض قرار گرفتن نور خورشید ایجاد میشود. نیزکورودوف گفت: OH کافی برای رقابت با سایر منابع شناخته شده تولید OH ایجاد خواهد شد. در شب، زمانی که فتوشیمی وجود ندارد، OH هنوز تولید می‌شود و با سرعتی بالاتر از آنچه در غیر این صورت میتوانست تولید شود.

نیزکورودوف گزارش داد که این یافته‌ها درک منابع OH را تغییر می‌دهد، چیزی که نحوه ساخت مدل‌های کامپیوتری دیگر محققان را تغییر می‌دهد که سعی در پیش‌بینی چگونگی وقوع آلودگی هوا دارند.

نیزکورودوف گفت: این نتایج می تواند مدل های آلودگی هوا را به طور قابل توجهی تغییر دهد. OH یک اکسید کننده مهم در داخل قطرات آب است و فرض اصلی در مدل ها این است که OH از هوا می آید و مستقیماً در قطره تولید نمی شود.

برای تعیین اینکه آیا این مکانیسم جدید تولید OH نقشی در ملکول پاک کننده هوا ایفا می کند، نیزکورودوف فکر می کند گام بعدی انجام آزمایش های طراحی شده با دقت در جو واقعی در نقاط مختلف جهان است.

اما ابتدا، تیم انتظار دارد که نتایج در جامعه تحقیقات آب و هوا سر و صدا ایجاد کند.

نیزکورودوف گفت: بسیاری از مردم این را خواهند خواند اما در ابتدا آن را باور نمی کنند و یا سعی می کنند آن را بازتولید کنند یا سعی می کنند آزمایش هایی انجام دهند تا اشتباه بودن آن را ثابت کنند. مطمئناً آزمایش‌های فراوانی برای اثبات نتایج ما انجام خواهد شد.

او افزود که UCI مکان اصلی برای ادامه چنین تحقیقات علمی است، زیرا سایر محققان در UCI مانند آن ماری کارلتون، که استاد شیمی است، تلاش‌های خود را بر نقش قطرات آب در جو متمرکز می‌کنند.