霧霾的形成和生長(zhǎng)機(jī)理的研究，對(duì)解決大氣污染至關(guān)重要。記者從中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所獲悉，由該所分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室江凌研究員、楊學(xué)明院士、張東輝院士團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)李雋教授合作，在中性水團(tuán)簇研究方面取得新進(jìn)展，發(fā)展了基于大連相干光源的中性團(tuán)簇紅外光譜實(shí)驗(yàn)方法和新技術(shù)，為霧霾成因提供了一種新的研究方法。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在《物理化學(xué)快報(bào)》。
霧霾的形成，涉及到污染物分子的聚集過程。大氣層中，化學(xué)物質(zhì)與水分子作用后形成分子團(tuán)簇，它們?cè)谏L(zhǎng)過程中會(huì)吸附各種污染物分子，生長(zhǎng)為較大的氣溶膠顆粒并逐漸成長(zhǎng)為霧霾。在能源催化和大氣霧霾等諸多化學(xué)過程中，也廣泛存在著團(tuán)簇，其表征與性能的研究對(duì)詮釋化學(xué)反應(yīng)機(jī)理至關(guān)重要。目前，對(duì)離子團(tuán)簇研究居多，而中性團(tuán)簇的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究甚少，其瓶頸主要在于缺乏合適的紫外光源。
2017年，我國(guó)建成大連相干光源(以下簡(jiǎn)稱“大連光源”)，這是全球唯一工作在極紫外波段的自由電子激光用戶裝置，也是我國(guó)第一臺(tái)自由電子激光大科學(xué)用戶裝置，其高亮度和脈沖時(shí)間特性，對(duì)中性分子和團(tuán)簇的高靈敏度和高時(shí)間分辨的探測(cè)和研究有著重要作用，為研究中性團(tuán)簇結(jié)構(gòu)與性能、催化反應(yīng)中間體和自由基的探測(cè)、氣溶膠成核機(jī)制、生物分子表征等領(lǐng)域的前沿科學(xué)研究提供了新策略。
該項(xiàng)研究中，江凌研究員和楊學(xué)明院士團(tuán)隊(duì)自主研制出一套基于大連光源的中性團(tuán)簇紅外光譜實(shí)驗(yàn)裝置并獲得紅外光譜數(shù)據(jù)，張東輝院士團(tuán)隊(duì)利用自行發(fā)展的全維勢(shì)能面動(dòng)力學(xué)方法計(jì)算了紅外譜圖，李雋教授團(tuán)隊(duì)則利用分子軌道理論分析了這些實(shí)驗(yàn)體系的成鍵特性。這些研究結(jié)果，有助于理解復(fù)雜體系的紅外光譜及結(jié)構(gòu)特征。
研究人員介紹，利用該方法及相關(guān)技術(shù)，不僅可以探測(cè)霧霾的發(fā)生機(jī)理，找出解決的根本方法，而且還可以解決高效利用能源減少污染排放等世界性難題，為闡明燃燒過程中的化學(xué)機(jī)制提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。(記者郝曉明)
關(guān)鍵詞： 大連光源
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