Hvordan ispartikler fremmer dannelsen af ​​radikaler

Produktion af chlorfluorcarboner, som skader ozonlaget, er blevet forbudt så vidt muligt. Imidlertid, andre stoffer kan også rive huller i ozonlaget i kombination med ispartikler, som dem, der findes i skyer. Forskere ved Ruhr-Universität Bochum, universitetet i Duisburg-Essen og Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg har opdaget en mulig mekanisme til dette. De beskriver det i journalen Fysisk gennemgangsbreve den 13. november 2018.

Arbejdet var en del af et mangeårigt samarbejde mellem holdene fra Bochum, Duisburg-Essen, og Erlangen-Nürnberg ledet af professor Karina Morgenstern, Dr.Cord Bertram, Professor Uwe Bovensiepen og professor Michel Bockstedte, som i øjeblikket fortsættes inden for rammerne af ekspertisehoben Ruhr udforsker frelse, eller Resolv for kort.

Organiske molekyler afsættes på ispartikler

Kemiske processer kan påvirke vejret betydeligt, klimaet og atmosfærens sammensætning. Kosmiske stråler eller UV -lys giver energi til at splitte kemiske forbindelser. For brom, chlor- eller fluorforbindelser, radikaler, dvs. særligt reaktive molekyler, er dannet. Disse angriber ozonmolekylerne og kan udløse kædereaktioner i ozonlaget. En tidligere laboratorieundersøgelse havde vist, at ispartikler med en sølvkerne kan fremme sådanne reaktioner. Teamet undersøgte mekanismen bag denne effekt i den aktuelle undersøgelse.

I laboratoriet, forskerne producerede små ispartikler og analyserede, hvordan visse forbindelser indeholdende chlor eller brom interagerede med dem. De kondenserede ispartiklerne til kobber. I naturen, mineralske støvpartikler, blandt andet, danne kondenskerner for ispartiklerne.

Ved hjælp af mikroskopiske og spektroskopiske metoder, de observerede, at molekylerne fortrinsvis knyttet sig til defekter i isstrukturen. De omgivende vandmolekyler i isstrukturen omorienterede sig derefter og hydrogenerede molekylerne. Det her, på tur, gjort det lettere at ionisere molekylerne i forsøget.

UV -stråling genererer radikaler

Forskerne bestrålede iskrystallerne med de vedhæftede molekyler ved hjælp af UV -lys, som ophidsede elektroner i ispartiklerne i nærheden af ​​molekylerne. Disse ophidsede elektroner ioniserede chlor- og brombenzenmolekylerne. Gennem ionisering, molekylerne gik i opløsning til organiske rester og stærkt reaktive chlor- og bromradikaler.

"Mekanismen kan forklare, hvad der sker, når UV-lys rammer mineralforurenet is, "siger Cord Bertram." Vores resultater kunne således hjælpe med at forstå de grundlæggende processer bag fænomener som ozonhuller. "