El fresco, El aroma inconfundible de un bosque de pinos proviene de una mezcla de productos químicos producidos por sus árboles. Los investigadores tienen ahora, por primera vez, determinó con precisión la estructura química de uno de estos compuestos en su fase gaseosa, una molécula llamada alfa-pineno, que también es producido por los bosques tropicales. El nuevo análisis puede ayudar a los científicos a detectar y comprender mejor cómo el alfa-pineno, y potencialmente otras moléculas similares, reaccionan con otros gases en la atmósfera. un proceso que produce contaminantes y partículas llamadas aerosoles que afectan la salud y el clima.

"Lo que hueles en el bosque son moléculas orgánicas volátiles biogénicas emitidas a la atmósfera, "dijo Thérèse Huet, físico de la Universidad de Lille en Francia. Ella y sus colegas describen su análisis esta semana en La Revista de Física Química . Determinando la estructura de estas moléculas, ella dijo, "está allanando el camino para la detección espectroscópica y el modelado de la química atmosférica en el futuro".

Entre las moléculas orgánicas volátiles biogénicas hay una clase de compuestos llamados monoterpenos, que reaccionan con el ozono, radicales hidroxilo, oxido de nitrógeno, y otros gases en la atmósfera. Estas reacciones crean contaminantes y aerosoles, cuales, por ejemplo, puede sembrar la condensación de más nubes y ayudar a enfriar el clima. El principal monoterpeno es el alfa-pineno, de los cuales los bosques liberan alrededor de 50 billones de gramos cada año en la capa más baja de la atmósfera, la troposfera.

Para predecir con precisión cómo reacciona el alfa-pineno en la troposfera, y, por tanto, cómo afecta al clima y la calidad del aire, los investigadores necesitan una comprensión detallada de su estructura molecular. El alfa-pineno en su fase sólida tiene una estructura bicíclica o de dos anillos ya determinada. En la troposfera sin embargo, El alfa-pineno es un gas y se encuentra que tiene cambios notables en la estructura debido a las fuerzas ejercidas por la estructura cristalina.

Debido a que el alfa-pineno existe en la fase gaseosa solo en concentraciones bajas, que requieren técnicas experimentales muy sensibles, nadie había identificado previamente su estructura en fase gaseosa. "Hasta ahora, La determinación de la estructura de moléculas complejas como los monoterpenos solo fue posible en la fase condensada, "Dijo Huet.

El laboratorio de Huet desarrolló métodos lo suficientemente sensibles como para determinar la estructura de los gases monoterpenos.

Los investigadores identificaron parámetros cuánticos llamados constantes rotacionales que describen mejor los datos sin supuestos estructurales. Repitieron este análisis para todas las versiones isotópicas naturales de alfa-pineno, en el que los isótopos de carbono-13 reemplazan a diferentes isótopos de carbono-12 en la molécula. Este conjunto de constantes rotacionales describe la estructura completa del gas alfa-pineno.

Su técnica, Huet dijo:también se puede utilizar para otros monoterpenos. Ahora que los investigadores tienen la estructura del alfa-pineno, son más capaces de modelar los primeros pasos de la formación de aerosoles de la naturaleza en la atmósfera.