由于人类活动，大量污染物被排放到大气中，如果没有一种叫做氢氧根(OH)的分子，许多污染物将继续在大气中聚集。
UCI化学教授Sergey Nizkorodov(左)和法国里昂大学国家科学研究中心的大气化学家Christian George领导了一个项目，对氢氧根分子如何帮助清除人类排放的污染物和温室气体有了新的理解。图片来源:加州大学欧文分校
根据发表在《柳叶刀》杂志上的一项新研究，在空气中的水滴和周围空气之间存在的强电场可以通过一种完全未被发现的机制产生OH美国国家科学院院刊由谢尔盖·尼兹科罗多夫(Sergey Nizkorodov)领导的研究小组加州大学欧文分校化学教授。
这一发现可能会改变科学家对空气如何清除人类排放的污染物和温室气体的理解，OH可以与这些污染物和温室气体发生反应并消除。
你需要OH来氧化碳氢化合物，否则它们会在大气中无限积聚。
谢尔盖·尼兹科罗多夫，加州大学欧文分校化学教授
OH在大气化学中起着关键作用。它启动了分解空气中污染物的反应，并有助于从大气中去除有毒化学物质，如二氧化硫和一氧化氮，这些都是有毒气体。因此，充分了解其来源和汇是了解和缓解空气污染的关键。
克里斯蒂安·乔治，里昂大学的主要作者和大气化学家
此前，专家们认为阳光是OH形成的主要原因。
传统观点认为必须通过光化学或氧化还原化学来生成OH。你必须有阳光或金属作为催化剂。这篇论文本质上说的是你不需要这些。在纯水本身中，OH可以通过液滴表面的特殊条件自发生成。
谢尔盖·尼兹科罗多夫，加州大学欧文分校化学教授
这项研究是基于斯坦福大学由理查德·扎尔领导的科学家们发现了水滴表面过氧化氢的自发生成。这些新发现有助于解释Zare小组的意外结果。
研究小组在不同的小瓶中测量了OH的浓度——一些含有空气-水表面，另一些只含有水，没有任何空气——并在小瓶中加入一个“探针”分子，当它与OH反应时发出荧光，从而在黑暗中跟踪OH的产生。
他们发现，在黑暗中OH的生成速度与阳光照射等触发因素相似，甚至超过了它们。
”足够多的氢氧根将被制造出来与其他已知的氢氧根来源竞争。在晚上，当没有光化学反应时，OH仍然会产生，而且产生的速度比其他情况下要快尼兹科罗多夫补充道。
据尼兹科罗多夫说，这些发现改变了对OH来源的理解，这将影响其他研究人员如何创建计算机模型，试图预测空气污染是如何发生的。
”它可能会极大地改变空气污染模型。OH是水滴中的一种重要氧化剂，模型中的主要假设是OH来自空气，它不是直接在水滴中产生的尼兹科罗多夫指出。
Nizkorodov认为，下一步是在世界各地的真实环境中进行精心设计的实验，以评估这种新的OH生成过程是否发挥作用。
但首先，研究小组希望这些发现能对大气研究界产生直接影响。
”很多人会读到这篇文章，但一开始不会相信它，他们要么试图复制它，要么试图做实验来证明它是错的。肯定会有很多后续的实验室实验尼兹科罗多夫总结道。
他表示，UCI是继续进行此类研究的理想场所，因为UCI的其他实验室，如化学教授Ann Marie Carlton的实验室，专注于水滴在大气中的作用。
这项研究得到了欧洲研究委员会的支持。法国克劳德·伯纳德大学、中国广东工业大学和以色列魏茨曼研究所的科学家参与了这项研究。
期刊引用:
李,K。等。(2023)。氢氧根在大气水滴界面上自发形成的暗态。美国国家科学院院刊。doi.org/10.1073/pnas.2220228120。
来源:https://uci.edu/