محققان به رهبری نیل ام. دوناهو از دانشگاه کارنگی ملون نشان داده اند که ترکیبات آلی نیمه فرار می توانند به آسانی در میلیاردها ذره ریز جوی که در هوا ساکن هستند پخش شوند و به راحتی در بین آنها حرکت کنند. این یافته‌ها که در اولین نسخه آنلاین مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم (PNAS) منتشر شد، درک بیشتری از نحوه رفتار ذرات آلی در جو ارائه می‌کند.
هوا پر از ذرات میکروسکوپی معلق در هوا به نام آئروسل است. آئروسل‌ها می‌توانند از منابع طبیعی مانند آتش‌سوزی یا اسپری دریا، یا می‌توانند از منابع ساخت بشر، مانند گازهای گلخانه‌ای از خودروها و نیروگاه‌ها به دست بیایند.همانطور که ذرات آئروسل در اتمسفر حرکت می کنند، با جمعیت های ذرات دیگر روبرو می شوند و از نظر شیمیایی تکامل می یابند و در نتیجه سوپ متراکمی از مواد آلی اکسید شده ایجاد می شود. در حالی که بسیاری از ذرات اتمسفر برای تأثیرگذاری بر آب و هوا بسیار کوچک شروع می شوند، با افزایش پتانسیل آنها برای تأثیرگذاری بر آب و هوا افزایش می یابد. درک چگونگی تغییر این ذرات برای درک چگونگی تأثیر آنها بر محیط زیست و سلامت انسان بسیار مهم است.
هنگامی که ذرات رشد می کنند و در جو حرکت می کنند، موادی به نام آئروسل آلی ثانویه (SOA) را می گیرند. بخش اعظم SOA از ترکیبات آلی نیمه فرار (SVOCs) تشکیل شده است که می توانند در ذرات پخش شوند - حرکت از یک ذره، وارد فاز گاز و حرکت به ذره دیگر.
اخیراً در مورد اینکه آیا SVOC ها قادر به انتشار به ذرات "شیشه ای" اتمسفر هستند یا خیر بحث و جدل هایی وجود داشته است. اگر SVOC ها نتوانند در این ذرات پخش شوند، روی آنها متراکم نخواهند شد و این امر باعث کاهش سرعت رشد ذرات می شود.
"کار ما نشان می دهد که برخی از ذرات وقتی خشک می شوند به نوعی ترد هستند - آنها شیشه ای هستند - اما وقتی خیس می شوند تبدیل به تیره می شوند؛ در اکثر شرایط، ترکیبات نیمه فرار به راحتی به ذرات پخش می شوند. دوناهو، پروفسور لرد شیمی در کالج علوم ملون، و استاد مهندسی شیمی و مهندسی و سیاست عمومی در دانشکده مهندسی، گفت. دوناهو همچنین یکی از اعضای مرکز مطالعات ذرات جوی دانشگاه کارنگی ملون (CAPS) است که پیشرو در مطالعه شیمی ذرات اتمسفر است و مطالعات پیشگامانه ای را تکمیل کرده است که نشان می دهد چگونه این ذرات اتمسفر در طول زمان تغییر می کنند.
در مطالعه کنونی، دانشجوی دکترای شیمی، چینگ یه، از طیف‌سنجی جرمی تک ذره‌ای استفاده کرد تا ببیند آیا SVOC از یک گروه از ذرات به گروهی دیگر منتشر می‌شود و به پیچیدگی ذرات می‌افزاید. شما به دو نوع مختلف از آئروسل‌های آلی ثانویه که در اثر اکسیداسیون گازهای آلی تشکیل شده‌اند، نگاهی انداختید: آلفا پینن، مولکولی که توسط درختان کاج منتشر می‌شود، و تولوئن، یک هیدروکربن معطر در بنزین که اغلب به عنوان حلال یا در تولید استفاده می‌شود. از مواد صنعتیاو دو جمعیت از ذرات را که یکی از آنها به صورت ایزوتوپی برچسب گذاری شده بود، ترکیب کرد و جمعیت ها را در طول زمان اندازه گیری کرد. در ذرات آلفا پینن، ایزوتوپ های ذرات نشاندار شده به راحتی به ذرات بدون برچسب تبخیر می شوند. ذرات تولوئن نیز به راحتی پخش می شوند، اما تنها در صورتی که رطوبت نسبی بالای 30 درصد باشد.
یافته‌ها نشان می‌دهد که SVOCها می‌توانند بین ذرات اتمسفر حرکت کنند، اما شرایطی که تحت آن می‌توانند حرکت کنند به منبع اصلی ذره بستگی دارد.
