Informatie voor de pers. Vrije Universiteit Amsterdam.
15/03/2004
---
Moleculen in de bankschroef onthullen chemische carambole
EMBARGO TOT DONDERDAG 18 MAART , 20.00 UUR CET/AMSTERDAM!
Een team van Nederlandse en Griekse fysisch-chemici is er in geslaagd
de ontleding onder invloed van licht van een molecuul
(carbonylsulfide, OCS) experimenteel te volgen en nauwkeurig in kaart
te brengen. Zowel de richting van de krachten die bij het uiteenvallen
van het molecuul een rol spelen, als de hoek waaronder de
molecuulfragmenten worden weggeslingerd konden worden bepaald. De
onderzoekers publiceren hun resultaten op 19 maart 2004 in het
wetenschappelijke tijdschrift Science.
Volgens onderzoeker Maurice Janssen van het Laser Centrum Vrije
Universiteit Amsterdam, waar de experimenten zijn uitgevoerd, is deze
ontleding van carbonylsulfide nog het best te vergelijken met een
biljartstoot of carambole. Janssen: "We hebben het molecuul allereerst
door middel van laserlicht in een aangeslagen toestand gebracht
(excitatie). Het molecuul komt daardoor bol te staan van extra energie
die vervolgens via ontleding (fotodissociatie) een uitweg zoekt. Het
is alsof een denkbeeldige biljarter aanlegt en vervolgens met zijn keu
een van drie vlak bij elkaar gelegen ballen een stoot geeft. De hoek
waaronder en de kracht waarmee hij stoot heeft invloed op de richting
en snelheid waarmee de ballen uit elkaar knallen. En verder is in dit
experiment het biljartlaken niet vlak, maar heeft het op diverse
plaatsen bergen en dalen! Die bergen en dalen bepalen heel sterk hoe
de ballen na de stoot gaan lopen. Met het soort laserlicht dat we
gebruiken sturen we de richting en kracht van de stoot van de keu. En
uiteindelijk willen we dus dat hele biljartlaken in kaart brengen".
Janssen vertelt wat hun experiment vooral bijzonder maakt:
"Voorafgaand aan de excitatie (´de biljartstoot´) en ontleding hebben
we het molecuul OCS in de ruimte vastgezet (gefixeerd). Normaal
draaien gasvormige moleculen willekeurig rond en kun je met het
laserlicht niet erg gericht stoten. Dat draaien maakt het experiment
wazig. Als je ze nu eerst vastzet kun je de keu precies plaatsen ten
opzichte van de positie van de ballen. Wij hebben dit gedaan door OCS
in een moleculaire bundel te leiden langs een ring van metalen staven
waarover een flink spanningsverschil is aangebracht, de zogeheten
´hexapool´. Je zou kunnen zeggen dat we het molecuul ´in de
bankschroef´ hebben gezet zodat het niet meer draait ten opzichte van
de keu. Met het laserlicht geven we het molecuul een zeer gerichte
stoot en kunnen we de chemische carambole precies volgen via de baan
van de ballen. Wij hebben met onze methode gedemonstreerd hoe je zo
nieuwe informatie over de plooiing van het biljartlaken kunt
verkrijgen."
Behalve een beter begrip van moleculair-dynamische mechanismen van
reacties en ontledingen in het algemeen, draagt het onderzoek van
Janssen en zijn collega´s van den Brom en Rakitzis ook bij aan een
beter begrip van atmosferische chemie. OCS is een van de ´spelers´ in
het complexe mengsel van atmosferische stoffen en een sleutelstof in
de atmosferische sulfaathuishouding. Verhoogde concentraties van OCS
worden in verband gebracht met grootschalige verbranding van fossiele
brandstoffen op aarde. In de stratosfeer wordt OCS door middel van
lichtontleding (fotolyse) of oxidatie omgezet in SO en -
uiteindelijk - sulfaatdeeltjes.
Het onderzoek is financieel gesteund door NWO/CW en de stichting FOM
en mede mogelijk gemaakt door Europese faciliteitssteun aan het Laser
Centrum VU. Een groep van 17 grote laserfaciliteiten in Europa is
sinds begin 2004 verder geïntegreerd in een nieuw consortium
LASERLAB-EUROPE.
Vrije Universiteit Amsterdam