Vrije Universiteit Amsterdam

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.