大氣化學新突破 捕捉快閃分子

【本刊訊】大氣中一種名為「克里奇中間體」(Criegee Intermediates, 簡稱CIs,化學式R2COO,R為氫原子或烷基)與酸雨、懸浮微粒現象息息相關,而因其出現時間十分短暫,科學家對其了解甚少。由中研院原子與分子科學研究院林至民研究員領導的研究團隊,以創新的技術,成功突破以往只能夠在低壓狀態下偵測CIs的限制,將研究條件調整至接近大氣壓力。這項研究結果已獲Science期刊同意刊登。

研究團隊表示,CIs是一種特別活潑的強氧化劑,可以輕易的氧化二氧化硫、二氧化氮等大氣關鍵氣體,具有非常強的反應性,而且變化之快速。如在相對濕度50%的環境中,CIs在約千分之一秒,就可以與水結合,過去科學家因受限於研究方法不成熟,只能夠在低壓下進行,與大氣環境條件不相符。

他們以紫外吸收光譜的方法,直接偵測最簡單的CI(即CH2OO)的濃度,成功突破以往歐美團隊必須在小於0.1大氣壓下做測量的限制,一舉提升壓力限制10倍以上。

該研究團隊在不同溼度的條件下,測量CH2OO的存活時間,結果發現CH2OO與水分子的化學反應,需要另一個水分子來催化。也就是說,1個水分子無法作用,必須2個水分子像接力一樣傳遞氫原子。且在一般的溼度下,這個化學反應其實非常快,遠比其他CH2OO與二氧化硫或與二氧化氮的反應迅速,為大氣中CH2OO主要進行的過程。因此,CH2OO與二氧化硫或與二氧化氮的反應機會將大幅降低。這項結果,對於大氣化學等相關範疇提供重要的研究基礎知識。

這個研究團隊成員十分年輕,論文的第一作者為臺大化學系四年級的趙彣,其餘還包含美國史丹佛大學二年級學生謝郡庭及清華大學物理學系碩士張俊宏。林至民表示,這個研究團隊因年紀十分年輕,未來潛力無窮。

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