El aroma fresco e inconfundible de un bosque de pinos proviene de una mezcla de productos químicos producidos por sus árboles. Los investigadores ahora, por primera vez, han determinado con precisión la estructura química de uno de estos compuestos en su fase gaseosa, una molécula llamada alfa-pino, que también es producido por los bosques tropicales. El nuevo análisis puede ayudar a los científicos a detectar y comprender mejor cómo el alfa-pineno, y potencialmente otras moléculas similares, reaccionan con otros gases en la atmósfera, un proceso que produce contaminantes y partículas llamadasaerosoles que afectan la salud y el clima.
"Lo que hueles en el bosque son moléculas orgánicas volátiles biogénicas emitidas a la atmósfera", dijo Thérèse Huet, física de la Universidad de Lille en Francia. Ella y sus colegas describen su análisis esta semana El diario de la física química , de AIP Publishing. Al determinar la estructura de estas moléculas, dijo, "está allanando el camino para la futura detección espectroscópica y el modelado de la química atmosférica".
Entre las moléculas orgánicas volátiles biogénicas hay una clase de compuestos llamados monoterpenos, que reaccionan con ozono, radicales hidroxilo, óxidos de nitrógeno y otros gases en la atmósfera. Estas reacciones crean contaminantes y aerosoles, que, por ejemplo, pueden generar la condensación demás nubes y ayuda a enfriar el clima. El principal monoterpeno es el alfa-pineno, del cual los bosques liberan alrededor de 50 billones de gramos cada año en la capa más baja de la atmósfera, la troposfera.
Para predecir con precisión cómo reacciona el alfa-pineno en la troposfera y, por lo tanto, cómo afecta el clima y la calidad del aire, los investigadores necesitan una comprensión detallada de su estructura molecular. El alfa-pineno en su fase sólida tiene un ciclo bicílico o de dos anillos ya determinadoSin embargo, en la troposfera, el alfa-pineno es un gas y se observa que tiene cambios notables en la estructura debido a las fuerzas ejercidas por la estructura cristalina.
Debido a que el alfa-pineno existe en la fase gaseosa solo a bajas concentraciones, lo que requiere técnicas experimentales altamente sensibles, nadie había identificado previamente su estructura en fase gaseosa ". Hasta ahora, la determinación de la estructura de moléculas complejas como los monoterpenos solo era posible enla fase condensada ", dijo Huet.
El laboratorio de Huet desarrolló métodos lo suficientemente sensibles como para determinar la estructura de los gases monoterpenos.
Los investigadores identificaron parámetros cuánticos llamados constantes rotacionales que mejor describen los datos sin supuestos estructurales. Repitieron este análisis para todas las versiones isotópicas naturales de alfa-pineno, en el que los isótopos de carbono-13 reemplazan a los diferentes isótopos de carbono-12 en la moléculaEste conjunto de constantes rotacionales describe la estructura completa del gas alfa-pineno.
Su técnica, dijo Huet, también se puede usar para otros monoterpenos. Ahora que los investigadores tienen la estructura del alfa-pineno, están en mejores condiciones para modelar los primeros pasos de la formación de aerosoles de la naturaleza en la atmósfera.
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Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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