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東大など、液体脂肪酸のヒドロキシラジカル生成メカニズムを解明
発表日：2022.09.08
東京大学、筑波大学および国立環境研究所の研究者らは、液体脂肪酸が光分解する時に発生するヒドロキシラジカル（以下「OHラジカル」）を直接観察し、生成効率を定量測定することに成功した。地球大気の21％（体積ベース）を占める酸素の一部は「酸化力の強い酸素（活性酸素）」へと順次変化している。活性酸素のなかでも「OHラジカル」は極めて反応性が高く、大気中のあらゆる物質と反応する。気体と微小な液体粒子・固体が混合・凝縮した微粒子（エアロゾル）の濃度や変質に影響をおよぼすことから、「大気の掃除屋」とも呼ばれている。また、エアロゾルは雲（粒）の形成に関与しているため、放射強制力（気候に対して与える放射の大きさ）にも間接的な影響を与える。OHラジカルは主にオゾンの光分解によって生成されているが、オゾン以外からの生成プロセスも多数報告されている。本研究では、液体脂肪酸の一種であるノナン酸（以下「NA: Nonanoic acid」）の光反応・CH3(CH2)7COOH+hν→CH3(CH2)7CO+OHに着目している。NA（ペラルゴン酸とも言う）は特定の植物等から排出される難溶性・無色の飽和脂肪酸で、海洋表面やエアロゾルなどの液体界面に普遍的に存在している。対流圏を模した真空（減圧）下において、レーザー誘起蛍光法（Laser Induced Fluorescence: LIF）と和周波発生振動分光法（Vibrational Sum-Frequency Generation spectroscopy: VSFG）を組み合わせることで、当該反応の実態把握に接近した。LIFによる観察を通じて、液体状のNAに由来するOHラジカルが検出され、その生成効率は極めて低いことが明らかになった（気体状の脂肪酸の100分の1以下）。一方、VSFGによる計測によって、液体NAが特殊な環状二量体構造を呈しており、それがOHラジカルの形成を阻害し、光化学反応性の低下をもたらしていることが示唆された。本研究の着眼点と開発手法は、地球大気化学のみならず物理・化学の分野においても世界に類を見ない新しい試みであり、基礎科学として今後の発展が大いに期待されるという。
