Criegee -mellemprodukter (CIS) – høje reaktive arter dannet, når ozon reagerer med alkener i atmosfæren – spiller en afgørende rolle i generering af hydroxylradikaler (atmosfærens “rensemidler”) og aerosoler, der påvirker klimaet og luftkvaliteten. Syn-ch3Choo er især vigtig blandt disse mellemprodukter og tegner sig for 25% –79% af alle CI’er afhængigt af sæsonen.
Indtil nu har forskere troet, at syn-ch3Choo forsvandt primært gennem selvudnævnelse. Imidlertid i en undersøgelse offentliggjort i Naturkemiet team ledet af profs. Yang Xueming, Zhang Donghui, Dong Wenrui og Fu Bina fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) fra det kinesiske videnskabsakademi har afsløret en overraskende ny vej: Syn-Ch3Choos reaktion med atmosfærisk vanddamp er cirka 100 gange hurtigere end tidligere forudsagt af teoretiske modeller.
Ved hjælp af avancerede laserteknikker målte forskerne eksperimentelt reaktionshastigheden mellem Syn-CH3Choo og vanddamp og opdagede den hurtigere reaktionstid. For at afsløre årsagen bag denne acceleration konstruerede de en høj-nøjagtighed fuld-dimensionel (27D) potentiel energioverflade ved hjælp af den grundlæggende invariant-neurale netværksmetode og udførte fulddimensionelle dynamiske beregninger.
Forskerne afslørede en “roamingmekanisme” drevet af stærke dipol -dipol -interaktioner mellem molekylerne. I stedet for at følge en direkte minimumsenergi -sti, strejfer molekylerne “nær hinanden, hvilket fører til en meget højere sandsynlighed for reaktion. Under typiske atmosfæriske forhold er denne vandbaserede reaktionsvej lige så vigtig som den selvbestemmelsesproces, der er blevet antaget at dominere.
Denne konstatering antyder, at den konventionelle opfattelse af, at unimolekylær nedbrydning overvejende styrer fjernelse af syn-ch3Choo skal revideres. Ved at revidere forståelsen af vigtige atmosfæriske processer kan forskere udvikle mere nøjagtige modeller af klimaændringer og luftkvalitet. Det fremhæver også vigtigheden af at kombinere eksperimentelle data med høj præcision med avancerede fulddimensionelle simuleringer for nøjagtigt at forudsige komplekse kemiske reaktioner.
Ud over atmosfærisk videnskab kunne den nyligt afslørede “roamingmekanisme” have vidtrækkende konsekvenser, hvilket potentielt påvirker felter som forbrændingskemi og astrokemi, hvor interaktioner med lang rækkevidde spiller en vigtig rolle i reaktionsdynamikken.