Haze wordt gevormd wanneer een cocktail van verschillende gasvormige verontreinigende stoffen wordt geoxideerd en deeltjes vormt die zonlicht verspreiden. Dit proces wordt voornamelijk gemedieerd door hydroxylradicalen (OH), en onderzoekers hebben nu een nieuwe route naar hun vorming ontdekt. Dit nieuw ontdekte mechanisme voor radicale opbouw zou ook nieuwe perspectieven kunnen bieden voor luchtzuivering en de energie-industrie, zoals de studie gepubliceerd in Angewandte Chemie shows.

Haze bestaat uit fijn stof dat roet bevat. Het wordt gevormd wanneer gasvormige verontreinigende stoffen, die afkomstig zijn van industriële emissies, uitlaatgassen van voertuigen en andere bronnen, worden omgezet in condenseerbare materie. "Deze condensatie wordt opmerkelijk versneld onder invloed van OH-radicalen", zegt Joseph S. Francisco van de Universiteit van Pennsylvania in Philadelphia, VS, die co-auteur is van de studie.

De algemeen bekende bronnen voor OH-radicalen, zoals stikstofoxide en ozon, verklaren slechts gedeeltelijk de enorme nevelgebeurtenissen die zich blijven voordoen in door nevel geteisterde regio's zoals de megasteden van Oost- en Zuid-Azië.

In een samenwerking hebben de teams van Hong He van de Chinese Academie van Wetenschappen, Xiao Cheng Zeng van de Universiteit van Nebraska-Lincoln, VS, en Francisco nu de chemische activiteit van roetdeeltjes onder de loep genomen. Roet is afkomstig van uitlaatgassen van dieselmotoren of wordt verspreid door slash-and-burn-praktijken of bosbranden. Tot op heden worden roetdeeltjes bestaande uit onverbrande koolstof echter meer als een bron van hydroxylradicalen beschouwd dan als een bron.

Desondanks toonden Francisco en de nieuwe experimenten van het team aan dat roetdeeltjes OH-radicalen kunnen produceren als lucht en waterdamp over de deeltjes worden geblazen terwijl ze worden bestraald met licht.

De verwachting was echter dat de bij dit proces gevormde hydroxylverbindingen het oppervlak van het roet niet zouden verlaten en snel weer zouden reageren. Uit energieberekeningen bleek echter dat het hydroxyl "roaming-achtige kenmerken" vertoonde, zoals de auteurs het stelden:ze migreerden over het oppervlak en verlieten het uiteindelijk.

De resultaten van hun onderzoek leidden het team tot de conclusie dat roetdeeltjes een actieve rol spelen bij smogvorming. Maar daar houden de onderzoekers niet op:aangezien het lijkt dat lichtstraling voldoende is om watermoleculen af ​​te breken tot radicalen, zou dit materiaal mogelijk gebruikt kunnen worden om metaalvrije carbokatalysatoren te ontwikkelen. Dergelijke op roet gebaseerde katalysatoren kunnen ofwel helpen de lucht te zuiveren van verontreinigende stoffen zoals stikstofoxide en vluchtige organische stoffen (VOS), of ze kunnen worden gebruikt om chemische energie op te wekken uit lichtenergie. Dit zou de weg kunnen banen voor een milieuvriendelijke vorm van kunstmatige fotosynthese. + Verder verkennen

Wat zit er in een vlam? Het verrassende mysterie van hoe roet ontstaat