Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek

H's en OH's in de schijnwerpers

9 mei 2008

Mark van der Loo heeft onderzoek gedaan naar de invloed van licht op het gedrag van kleine moleculen. Hij heeft voor een aantal typen moleculen het effect van licht berekend. Zijn theoretische onderzoek naar lichtgeïnduceerde processen in het hydroxylradicaal (OH), het waterstofmolecuul (H2) en stikstofoxide (N2O) heeft direct bijgedragen aan een beter begrip van chemische processen, die zowel op aarde als in het heelal plaatsvinden. Van der Loo promoveert op 26 mei aan de Radboud Universiteit Nijmegen.

De interactie tussen licht en materie is van groot belang voor allerlei toepassingen, zoals het modelleren van chemische processen in de aardatmosfeer, onderzoek aan verbrandingsprocessen en het meten en modelleren van processen in de astrofysica. Onder invloed van licht kunnen moleculen gaan vibreren, roteren, uiteenvallen of zelfs worden gevormd uit losse atomen. Deze processen verlopen volgens de wetten van de kwantummechanica. En hoewel de basisvergelijkingen bekend zijn, vormt het oplossen van die vergelijkingen een groot technisch probleem. Door het onderzoek van Van der Loo is men weer een stap dichterbij.

Hydroxyl radicaal
Het hydroxyl radicaal (OH) is zeer reactief en speelt een belangrijke rol bij verbrandingsprocessen en chemische processen in de aardatmosfeer. Van der Loo heeft berekeningen aan OH uitgevoerd, waarbij is gekeken naar lichtabsorptie gevolgd door verval en/of ontleding van het molecuul. De levensduur van OH in atmosferische moleculen is nu geen onzekere factor meer.

Waterstofmoleculen
Waterstofmoleculen (H2) speelden een belangrijke rol tijdens de vorming van de allereerste sterren. In dit onderzoek is de bijdrage van het Raman associatieproces aan de vorming van H2 bestudeerd. In het Raman associatieproces vormen losse, botsende waterstofatomen onder invloed van kosmische achtergrondstraling waterstofmoleculen. Dit proces werd door Van der Loo voor het eerst volledig kwantummechanisch beschreven en nauwkeurig doorgerekend. Hij concludeert dat het proces een belangrijke bijdrage leverde toen het heelal zo'n tienduizend jaar oud was, terwijl de totale bijdrage tot zo'n honderd miljoen jaar na de oerknal klein is.

Stikstofoxide
Stikstofoxide (N2O), oftewel lachgas, is één van de broeikasgassen in de aardatmosfeer. Het kan in de atmosfeer uiteenvallen (fotodissociëren) in N2 en O onder invloed van zonlicht. In het laboratorium kunnen fotodissociatie experimenten worden gedaan om de interactie tussen N2 en O op een fundamenteel niveau te onderzoeken. Recentelijk is een relatief eenvoudig wiskundig model gebruikt om zo'n experiment aan N2O te interpreteren. Dit wiskundig model is gebaseerd op de bekende N2O interactie bij grote afstand tussen de fragmenten. In het proefschrift van Van der Loo is gekeken of de aannamen achter dit model stand houden. Zijn voorlopige conclusie luidt dat de aannamen achter het wiskundige model slechts ten dele geldig zijn.

Het promotieonderzoek van Van der Loo werd gesteund door het NWO programma Jonge Chemici.

..............................

Meer informatie bij:

* drs. M.P.J. van der Loo

* 070-3874083 mplo@cbs.nl

* promotie: 26 mei

* promotoren: prof. dr. ir. A. van der Avoird, dr. ir. G.C. Groenenboom