Швейцарские ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Института Пауля Шеррера установили, что благодаря усилению света химические реакции, протекающие в аэрозолях, ускоряются в 2–3 раза. Это может быть важно для изучения климата. Исследование опубликовано в журнале Science.
Мелкие капли жидкостей и твердые частицы, то есть аэрозоли, могут захватывать свет так же, как его можно «поймать» между двумя зеркалами. В ходе этого происходит усиление света — процесс, при котором его интенсивность увеличивается. Это явление может наблюдаться и в нашей атмосфере.
Исследователи изучали аэрозоли, состоящие из частиц цитрата железа (III). Под действием света это соединение переходит в цитрат железа (II). Хотя многие органические и неорганические вещества чувствительны к свету, ученые выбрали именно цитрат. В других случаях продукты химической реакции могут быть газообразными, из-за чего происходит потеря массы частиц и меняются их свойства. С помощью рентгеновской микроскопии ученые смогли выявить участки аэрозоля, которые преимущественно состоят из цитрата железа (III) или (II) с точностью до 25 нм. Так исследователи смогли визуализировать в высоком разрешении фотохимический процесс, протекающий в отдельных частицах. Благодаря этому ученым удалось сделать компьютерную модель. Они показали, что благодаря явлению усиления света фотохимические реакции в аэрозолях ускоряются в 2–3 раза. Исследователи проверили и другие аэрозоли, типичные для нашей атмосферы, и оказалось, что эффект распространяется и на них тоже. Подобное ускорение реакций может сказываться на погоде и климатических условиях.
Ученые выяснили, что наибольшая интенсивность света наблюдается на стороне частицы, противоположной той, через которую проходит луч света. В этом участке частицы фотохимические реакции ускоряются в 10 раз благодаря эффекту резонанса.
Результаты данной работы могут быть использованы в изучении климата. Современные компьютерные модели химических реакций, протекающих в атмосфере, не учитывают явление усиления света, хотя оно оказывает значительное влияние.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
