极端紫外线激光显示出大气污染物的产生

先进的激光技术使研究人员能够实时观察到污染物分解为大气中的亚硝酸，这在臭氧和光化学烟雾的形成中起着关键作用。北海道大学研究人员在《物理化学快报》上描述的这项技术可以广泛地应用。

硝基酚是在大气中发现的一种细颗粒物，是化石燃料燃烧和森林大火形成的。假设光与硝基酚相互作用并分解为亚硝酸; 已知大气中的亚硝酸会产生负责臭氧形成的羟基自由基。过多的臭氧和氮氧化物会导致形成称为光化学烟雾的大气雾霾，这可能会导致呼吸系统疾病。迄今为止，还没有证据表明硝基酚会被阳光分解为亚硝酸。

北海道大学应用物理学家Taka Sekikawa及其同事开发了一种新的探测技术来实时观察该过程。然后，他们将测量结果与理论量子化学计算进行了比较。

关川说：“我们的研究表明阳光照射邻硝基苯酚是大气中亚硝酸产生的直接原因之一。”

该团队开发了一种先进的激光技术，该技术包括用400纳米波长的激光激发硝基苯酚，然后在其上发出非常短，非常快的紫外线脉冲，以观察会发生什么。具体来说，他们使用的是极短波长的极紫外光，其飞秒级的发光时间为十亿分之一秒。整个过程测量随着硝基酚化合物的分解而发生的能态和分子变化。

在大气中，日光分解硝基酚形成亚硝酸(HONO)，导致光化学烟雾。图片来源：香川太郎

科学家发现，硝基苯酚首先被光激发后，亚硝酸开始形成374飞秒。分解过程涉及通过光照射使硝基苯酚分子的形状变形并改变其能量状态，最终导致亚硝酸的形成。

Sekikawa说：“使用极紫外光的光电子能谱作为测量化学反应的方法有望得到广泛的应用。” “例如，它可以用来了解紫外线在分子水平上灭活病毒的机理，以及了解大气中发生的其他化学反应。

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