NYHET Xiaowei Song har studerat de kemiska reaktioner som i atmosfären sker på ytorna av mycket små mineralpartiklar av järnoxid. Hon har funnit att mineralpartikelns yta är avgörande för hur vattenånga och koldioxid, vilka är de vanligaste växthusgaserna, adsorberas. Avhandlingen försvaras vid Umeå universitet den 5 juni.
– I atmosfären spelar mineralpartiklar en stor roll vid bildandet av exempelvis moln, regndroppar och is. Min avhandling ger mer kunskap på en molekylär nivå om denna process, säger Xiaowei Song.
Mineralpartiklar är den biogeokemiska länken mellan land, luft och hav. Cirka 100 till 150 miljoner ton mineralpartiklar överförs till atmosfären varje år, genom vindar och vulkanisk aktivitet.
De ämnen som Xiaowei Song fokuserat på är järnoxider, vilka utgör cirka sju procent av alla mineralpartiklar och de reagerar särskilt kraftigt med vatten, olika gaser, salter och syror. De utgör den främsta järnkällan för haven och har därmed en stark inverkan på dynamiken vid planktonblomning, vilket i sin tur påverkar den biogeokemiska cykeln för kol och därmed det globala klimatet. Då de även är viktiga beståndsdelar i jord och grundvatten i landmiljöer spelar järnoxider sammantaget en avgörande roll för de processer som är viktiga för att våra ekosystem ska fungera.
Xiaowei Song har i sin avhandling tagit reda på mer om reaktionerna som sker mellan dessa mineralpartiklar, vilka är ungefär 100 nanometer stora, och vattenånga och koldioxid för att på molekylär nivå förstå hur processer i atmosfären går till - vattenkondensation och koldioxidadsorption - till exempel vid molnbildning.
Med hjälp av vibrationsspektroskopi i kombination med kemometrisk analys har Xiaowei Song studerat fyra olika former av järnoxidnanopartiklar och hur vatten och koldioxid i gasfas adsorberar till mineralernas yta.
Experimenten visar att de olika molekylära strukturerna i materialens massa och yta spelar en viktig roll för reaktionsmekanismer och produkter.
– Särskilt vätebindningar är avgörande för adsorptionsprocessen mellan gas och mineralpartikelyta, liksom vid bildandet av tunna vattenlager och stabilisering av karbonater från atmosfären.
Framtida studier i laboratoriet kommer att involvera andra former av mineralytor liksom miljömässigt viktiga gaser, till exempel kväve- och svaveloxider, och möjliga fotokatalytiska effekter hos mineralpartiklarna.
Xiaowei Song tog sin kandidatexamen i kemi vid Nankai University i Kina år 2008.
Onsdagen den 5 juni försvarar Xiaowei Song, vid kemiska institutionen, Umeå universitet, sin avhandling “Surface and Bulk Reactivity of Iron Oxyhydroxides -A Molecular Perspective”. Disputationen äger rum kl. 13:00 i KB3B1, KBC-huset, Umeå universitet.
Fakultetsopponent är Senior Scientist Glenn Waychunas, Earth Sciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley.
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-70289
Xiaowei Song, kemiska institutionen vid Umeå universitetTelefon: 090-786 53 61
E-post: Xiaowei.song@chem.umu.se
Redaktör: Ingrid Söderbergh