นักวิจัยพบโมเลกุลที่ไม่เคยเจอมาก่อน ที่มีความสามารถที่จำเป็นต่อบรรยากาศในการทำลายมลพิษ โดยเฉพาะสารที่เป็นสาเหตุของฝนกรด ซึ่งนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์เกิดความสนใจเป็นอย่างมาก งานนี้เป็นของมหาวิทยาลัยเพนซิลวาเนียร่วมกับมหาวิทยาลัยเพอร์ดู โดยการเจอโมเลกุลนี้เป็นการแก้ปริศนาที่มีมามากกว่า 40 ปี งานดังกล่าวตีพิมพ์ลงวารสาร Proceedings of the National Academy of Science

เหมือนกับร่างกายคนที่มีกระบวนการย่อยสลายอาหาร บรรยากาศของโลกก็มีความสามารถในการเผา หรือ ออกซิไซ์มลพิษ โดยเฉพาะ ไนตริกออกไซด์ ที่ปล่อยออกมาจากโรงงาน หรือรถยนต์ ซึ่งเมื่อก่อนนักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าทำไมไนตริกออกไซด์ไม่กลับสู่โลกในสภาพฝนกรด

รายละเอียดของสารเคมีที่สลายไนตริกออกไซด์นั้นยังไม่เป็นที่แน่ชัด ซึ่งนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ให้ความสำคัญในการหาว่าอะไรเกิดขึ้นในกระบวนการดังกล่าว หากไม่มีความรู้ดังกล่าว ก็ไม่สามารถเข้าใจถึงสภาพที่ทำให้เกิดการสลายไนตริกออกไซด์ในบรรยากาศ การค้นพบนี้ทำให้เข้าใจโมเดลที่ดีขึ้นในการที่มลพิษทำปฏิกิริยาต่อบรรยากาศและทำให้คาดการณ์ผลลัพธ์ที่จะเกิดขึ้นได้

โมเลกุลดังกล่าวถูกตั้งทฤษฏีมากกว่า 40 ปีแลัวโดยนักเคมีบรรยากาศ แต่นักวิจัยพึ่งจะเจอโมเลกุลดังกล่าวไม่กี่ปีที่ผ่านมา สิ่งที่ทำให้โมเลกุลดังกล่าวแปลกประหลาดคือการที่พันธะไฮโดรเจนสองพันธะที่มีความคล้ายคลึงกับน้ำ นักวิจัยรู้ว่าน้ำเป็นสารพื้นฐานที่พบบนโลก และมีคุณสมบัติที่พิสดาร เช่น เมื่อน้ำเป็นของแข็งจะมีความหนาแน่นน้อยกว่าของเหลว และมีจุดเดือดสูงกว่าจุดเดือดที่คาดการณ์จากโครงสร้างเคมี ซึ่งนั้นเกิดจากการพฤติกรรมที่พันธะไฮโดรเจนอย่างอ่อนทำให้โมเลกุลของน้ำนั้นจับตัวกันได้

โมเลกุลใหม่ในบรรยากาศมีพันธะไฮโดรเจน 2 พันธะ ซึ่งทำให้สามารถเกิดโครงสร้างวงแหวน 6 เหลี่ยมเกิดขึ้น พันธะไฮโดรเจนที่ปกติจะอ่อนตัวเมือเทียบกับพันธะระหว่างอะตอมอื่นในโมเลกุล ซึ่งรู้จักกันดีในชื่อ พันธะโควาเลนท์ ในความเป็นจริง พันธะโควาเลนท์มีความแข็งแกร่งมากกว่าพันธะไฮโดรเจนถึง 20 เท่า แต่ในกรณี พันธะไฮโดรเจน 2 พันธะมีความแข็งแรงพบที่จะเกิดผลกระทบทางเคมีบรรยากาศ

โมเลกุลดังกล่าวมีคุณสมบัติที่เป็นของตัวเอง โดยจะมีปฏิกิริยาที่เร็วขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดต่ำลง ซึ่งเป็นตรองกันข้ามกับปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่ที่ปฏิกิริยาจะเกิดดีขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อัตราการเกิดปฏกิริยาของสารดังกล่าวมีการเปลี่ยนแปลงที่ขึ้นกับแรงดันบรรยากาศ แต่ปฏิกิริยาส่วนใหญ่จะไม่ขึ้นอยู่กับแรงดันภายนอก ซึ่งนี้ทำให้โมเลกุลนี้มีคุณสมบัติทางควอนตัมเคมีที่แปลกไป

การค้นพบดังกล่าวจะมีประโยชน์มาก ซึ่งอาจทำให้เกิดการแตกสาขาทางระบบชีววิทยาโดยขึ้นอยู่กับพันธะไฮโดรเจน การค้นพบดังกล่าวเกิดจากการใช้เทคนิคทางเลเซอร์และซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ในการคำนวน

โมเลกุลนี้จะทำให้เกิดความตื่นตัวในประเทศอุตสาหกรรมที่ปล่อยมลพิษออกมามาก ซึ่งความรู้ด้านเคมีจะทำให้เราตระหนักอันตรายและกลไกที่จะเกิดขึ้นกับสิ่งแวดล้อมได้

ที่มา - physorg.com

เอกสารอ้างอิง - pnas