Une étude détaillée des réactions d'itinérance - où des atomes de composés se séparent et orbitent autour d'autres atomes pour former de nouveaux composés inattendus - pourrait permettre aux scientifiques de faire des prédictions beaucoup plus précises sur les molécules dans l'atmosphère, y compris les modèles de changement climatique, pollution urbaine et appauvrissement de la couche d'ozone.

Dans un article publié aujourd'hui dans la revue Science , une équipe de chercheurs de l'UNSW Sydney, Université de Sydney, L'Université Emory et l'Université Cornell ont montré avec des détails sans précédent ce qui se passe exactement lors des réactions d'itinérance de composés chimiques.

Professeur Scott Kable, un scientifique de l'atmosphère qui est également à la tête de l'École de chimie de l'UNSW, compare l'étude à lever le capot sur les réactions d'itinérance et à voir pour la première fois comment les pièces s'emboîtent. Il dit que l'étude donnera aux scientifiques de nouveaux outils pour comprendre les machinations des réactions dans l'atmosphère.

"Réactions chimiques, où les atomes sont réarrangés pour faire de nouvelles substances, se produisent tout le temps dans notre atmosphère en raison des émissions naturelles des plantes et des animaux ainsi que de l'activité humaine, " dit le professeur Kable.

"Beaucoup des réactions clés dans l'atmosphère qui contribuent au smog photochimique et à la production de dioxyde de carbone sont initiées par la lumière du soleil, qui peut séparer les molécules.

"Pendant longtemps, les scientifiques pensaient que ces réactions se produisaient de manière simple, que la lumière du soleil a été absorbée et que la molécule explose, envoyer des atomes dans des directions différentes.

"Mais, au cours des dernières années, il a été constaté que, où l'énergie du soleil était juste suffisante pour rompre une liaison chimique, les fragments exécutent une danse intime avant d'échanger des atomes et de créer de nouveaux, imprévu, produits chimiques, appelés réactions d'itinérance.

"Nos recherches montrent que ces réactions" d'itinérance " présentent des caractéristiques inhabituelles et inattendues."

Le professeur Kable dit dans une expérience détaillée dans l'article, les chercheurs ont examiné la réaction d'itinérance dans le formaldéhyde (CH2O) et ont été surpris de voir à la place, deux signaux bien distincts, "que nous pourrions interpréter comme deux mécanismes d'itinérance distincts".

Professeur Joël Bowman, qui a supervisé les simulations des réactions d'itinérance à l'Université Emory aux États-Unis, a observé que « la modélisation détaillée de ces réactions non seulement est en accord avec les résultats expérimentaux, ils donnent un aperçu du mouvement des atomes au cours de la réaction". Des simulations de l'expérience ont également été réalisées à l'Université de Cornell (États-Unis).

Le professeur Meredith Jordan de l'Université de Sydney a déclaré que les expériences et les résultats théoriques suggèrent que des réactions d'itinérance chevauchent les mondes classique et quantique de la physique et de la chimie.

"L'analyse des résultats avec des détails incroyables dans les expériences et les simulations nous a permis de comprendre la nature mécanique quantique des réactions d'itinérance. Nous nous attendons à ce que ces caractéristiques soient présentes dans toutes les réactions d'itinérance, " elle dit.

Les résultats de cette étude fourniront aux théoriciens les données nécessaires pour affiner leurs théories, ce qui à son tour permettra aux scientifiques de prédire avec précision les résultats des réactions déclenchées par la lumière du soleil dans l'atmosphère.

Le professeur Kable dit que l'étude pourrait également profiter aux scientifiques travaillant dans les domaines de la combustion et de l'astrophysique, qui utilisent des modèles complexes pour décrire comment les molécules interagissent les unes avec les autres sous forme gazeuse.