Los científicos descubren la forma en que la atmósfera terrestre

Irvine, California, 7 de abril de 2023 – Las actividades humanas emiten muchos tipos de contaminantes al aire, y sin una molécula llamada hidróxido (OH), muchos de estos contaminantes continuarían acumulándose en la atmósfera.

La forma en que se forma el propio OH en la atmósfera se ha visto como una historia completa, pero una nueva investigación publicada en el procedimientos de la Academia Nacional de CienciasUn equipo de investigación que incluye a Sergei Nezhorodov, profesor de química en la Universidad de California, Irvine, informa que un fuerte campo eléctrico presente en la superficie entre las gotas de agua en el aire y el aire circundante puede crear OH por un mecanismo previamente desconocido.

Es un descubrimiento que cambia la forma en que los científicos entienden cómo purificar el aire de cosas como los contaminantes emitidos por humanos y los gases de efecto invernadero, con los que OH puede interactuar y eliminar. “Necesitas OH para oxidar los hidrocarburos, de lo contrario se acumularán en la atmósfera indefinidamente”, dijo Nizhgorodov.

«Oh son un actor clave en la historia de la química atmosférica. Por lo tanto, obtener una comprensión completa de sus fuentes y sumideros es clave para comprender y mitigar la contaminación del aire», dijo Christian Georges, químico atmosférico de la Universidad de Lyon en Francia y líder autor del nuevo estudio.

Antes, los investigadores suponían que la luz solar era el principal impulsor de la formación de OH.

«La sabiduría convencional es que tienes que hacer OH por fotoquímica o química redox. Tienes que tener luz solar o metales que actúen como catalizadores”, dijo Nizhgorodov. «Lo que este artículo dice en esencia es que no necesitas nada de eso. En el agua pura, el OH se puede formar espontáneamente por las condiciones especiales en la superficie de las gotas. «

El equipo se basó en la investigación de científicos de la Universidad de Stanford dirigidos por Richard Zari, quien informó sobre la formación espontánea de peróxido de hidrógeno en la superficie de las gotas de agua. Los nuevos hallazgos ayudan a explicar los hallazgos inesperados del grupo de Zare.

El equipo midió las concentraciones de hidróxido en diferentes matraces, algunos con agua superficial y aire y otros solo con agua sin aire, y rastreó la producción de hidróxido en la oscuridad al incorporar una molécula de «sonda» en los matraces que emite fluorescencia cuando reacciona con OH.

Lo que vieron es que las tasas de producción de OH en la oscuridad reflejaron e incluso superaron las de los conductores como la exposición al sol. «Se generará suficiente OH para competir con otras fuentes conocidas de OH», dijo Nizhgorodov. «Por la noche, cuando no hay fotoquímica, el hidrógeno todavía se produce y se produce a un ritmo más alto de lo que sería de otra manera».

Los hallazgos cambian la comprensión de las fuentes de OH, dijo Nizhgorodov, algo que cambiará la forma en que otros investigadores construyen modelos informáticos que intentan predecir cómo ocurrirá la contaminación del aire.

«Puede cambiar drásticamente los modelos de contaminación del aire», dijo Nizhgorodov. «El OH es un importante agente oxidante dentro de las gotas de agua y la suposición principal en los modelos es que el OH proviene del aire y no se produce directamente en la gota».

Para determinar si el nuevo mecanismo de producción de OH está en juego, Nizkorodov cree que el siguiente paso es realizar experimentos cuidadosamente diseñados en la atmósfera real en diferentes partes del mundo.

Pero primero, el equipo espera que los hallazgos impacten a la comunidad de investigación atmosférica.

«Muchas personas leerán esto, pero al principio no lo creerán y tratarán de reproducirlo o de realizar experimentos para demostrar que no es correcto», dijo Neskorodov. «Seguramente habrá muchos ensayos de laboratorio de seguimiento sobre esto».

Agregó que la UCI es un lugar clave para que esa ciencia continúe, porque otros laboratorios de la UCI, como el de Annemarie Carleton, profesora de química, enfocan sus esfuerzos en el papel que juegan las gotas de agua en la atmósfera.

El proyecto, que fue financiado por el Consejo Europeo de Investigación, involucró a investigadores de la Universidad Claude Bernard de Francia, la Universidad Tecnológica de Guangdong de China y el Instituto Weizmann de Israel.

Acerca de la Universidad de California, Irvine: Fundada en 1965, la UCI es miembro de la prestigiosa Asociación de Universidades Americanas y está clasificada entre las 10 mejores universidades públicas del país por Noticias de EE. UU. e informe mundial. El campus ha producido cinco premios Nobel y es conocido por sus logros académicos, investigación innovadora, innovación y la mascota del oso hormiguero. Dirigida por el canciller Howard Gilman, UCI inscribe a más de 36,000 estudiantes y ofrece programas de 224 títulos. Está ubicado en una de las comunidades económicamente más dinámicas y seguras del mundo y es el segundo empleador más grande del Condado de Orange, contribuyendo $7 mil millones anuales a la economía local y $8 mil millones en todo el estado. Para más información sobre la UCI, visite www.uci.edu.

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