发布时间：08-08-15 |
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北京时间8月15日消息，据美国科学日报报道，目前，研究人员发现一种不同寻常的分子，有能力分解大气层中的污染物质，尤其分解形成酸雨的化合物效果颇为显著。
该分子所促成的不同寻常化学效应引起了科学家们的高度关注，美国宾夕法尼亚州大学的玛莎·莱斯特和埃德蒙·卡恩教授以及普渡大学化学系教授威廉·摩尔和约瑟夫·弗朗西斯科发现了这种奇特分子，它令科学家们迷惑，在过去40年里科学家们对其无法理解。本周，一份描述该分子的技术报告发表在美国《国家科学院院刊》(pnas)上。
这有些像人体新陈代谢食物，地球的大气层有能力“燃烧”或氧化空气中的污染物质，尤其是从工厂或汽车释放出的含氮酸化物质，这些大气层中污染物质如果不被氧化就会形成酸雨。弗朗西斯科说，“大气层消除含氮酸化物的具体化学过程尚不清楚。这种奇特的分子对我们提供了很重要的帮助，否则我们将不能真正理解含氮酸化物质如何从大气层中被清除。”他称，这项发现将有助于科学家更好地模拟污染物质如何在大气层中所起的化学作用，以及如何预测潜在的化学反应结果。更重要的是，这对于印度、巴西等严重工业污染国家意义深远，其化学相互作用将给予我们洞察未来酸雨的变化和有效治理。
莱斯特称，“这种奇特的分子由大气化学家理论化提出已40年之久，我和弗朗西斯科是在几年前开始研究该分子。”据悉，他们曾多年前猜测它在大气层中的奇特性质，当我们真实地发现其具有清除污染物的属性时感到非常激动。
这种分子通常是由两个氢原子结合而成，这非常类似于水分子结构。化学家知道虽然水是地球最普通的物质，但其却具有不同寻常的性质。比如：水的固体形式——冰，要比液态形式轻，可以漂浮起来。水的沸点温度很高，远超出其化学结构所期望的沸点温度。
该奇特分子之所以能够清除污染物质是由于其弱氧结合性，能够将水分子吸附在一起。它的结构具有两个氢原子，使其形成六边环形结构，这种氢原子结合方式通常比正常氢原子结合更微弱一些，这被称为“共价键(covalent bonds)”。事实上，共价键要比氢原子结构强20倍，弗朗西斯科称，但在这种情况下，两个氢原子结合方式已很强，足以影响大气层的化学物质。
莱斯特称，这种新分子展现出其奇特的性质。她说，“该分子在低温状态下化学反应速度更快，这不同于多数化学反应。反应速度的变化主要依赖于大气层压力，同时多数反应并不依赖于外部压力。该分子展现出其独特的量子属性。”
弗朗西斯科称，这项研究可用于其他的大气层化学反应。他说，“我们正在研究的状况是单纯的环境问题，但是由于这项研究非常基础性，这可能基于氢原子结合方式存在着较广的生物学系统衍生研究领域。”（来源：新浪科技 魏冬）
（《国家科学院院刊》（
pnas），doi: 10.1073/pnas.0800320105，bridget a. o'donnell, marsha i. lester, and joseph s. francisco）
