ผลของงานสหวิทยาการนี้ให้ข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับกระบวนการออกซิเดชั่นทั้งในเครื่องยนต์สันดาปและในบรรยากาศโดยมีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของเครื่องยนต์และการก่อตัวของละอองลอยโดยเฉพาะในเมืองทีมวิจัยเขียนในวารสารCommunications Chemistryซึ่งเป็น open - เข้าถึงวารสารที่เผยแพร่โดยกลุ่มสำนักพิมพ์ Springer-Nature

กระบวนการออกซิเดชั่นมีบทบาทสำคัญทั้งในบรรยากาศและในการเผาไหม้ ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่เรียกว่า autoxidation ถูกเปิดใช้งานโดยอุณหภูมิของเครื่องยนต์ที่สูง แต่ยังทำหน้าที่เป็นแหล่งสำคัญของสารประกอบที่มีออกซิเจนสูงในชั้นบรรยากาศซึ่งก่อตัวเป็นละอองอินทรีย์ดังที่นักวิจัยจากฟินแลนด์เยอรมนีและสหรัฐอเมริกาแสดงให้เห็นในปี 2014 Autoxidation เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้กระบวนการชราภาพของสารประกอบอินทรีย์โดยออกซิเจนจากอากาศ ก่อให้เกิดการเน่าเสียของอาหารและไวน์

ปฏิกิริยาลูกโซ่นี้เริ่มต้นโดยการก่อตัวของอนุมูลเปอร์ออกไซด์ (RO2) แนวโน้มของสารประกอบอินทรีย์ที่จะได้รับการออกซิเดชั่นแบบหลายขั้นตอนดังกล่าวเป็นตัวกำหนดระยะเวลาการจุดระเบิดของเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์และในทางกลับกันศักยภาพในการก่อตัวของไอระเหยที่ควบแน่นที่มีความผันผวนต่ำและส่งผลให้ละอองอินทรีย์ในบรรยากาศ ขอบเขตที่จะเกิดการออกซิเดชั่นแบบหลายขั้นตอนขึ้นอยู่กับโครงสร้างโมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์และสภาวะของปฏิกิริยา การกำหนดเส้นทางการเกิดปฏิกิริยาที่แตกต่างกันของอนุมูลเปอร์ออกซีซึ่งเป็นตัวกลางสำคัญในปฏิกิริยาออกซิเดชั่นทั้งหมดมีความสำคัญต่อการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาที่แตกต่างกันและคุณสมบัติที่สำคัญซึ่งอาจส่งผลต่อทั้งสุขภาพของมนุษย์และสภาพภูมิอากาศในที่สุด

เนื่องจากอนุมูลเปอร์ออกซีมีปฏิกิริยามากปฏิกิริยาทางเคมีจึงเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและขั้นตอนปฏิกิริยาแต่ละขั้นตอนจึงถูกมองข้ามไปเป็นเวลานาน การค้นพบโมเลกุลอินทรีย์ที่มีออกซิเจนสูง (HOMs) เมื่อ 7 ปีก่อนเป็นไปได้เพียงเพราะความก้าวหน้าในเทคนิคการวัด เครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลพิเศษ (ไอออนไนเซชันทางเคมี - อินเทอร์เฟซความดันบรรยากาศ - เวลาบิน (CI-APi-TOF) แมสสเปกโตรมิเตอร์) ที่สามารถตรวจสอบสารประกอบที่มีอายุสั้นมากได้ถูกนำมาใช้เพื่อวัดอนุมูลและผลิตภัณฑ์ออกซิเดชั่นของแอลเคน . "จนถึงขณะนี้ยังไม่มีการศึกษาเกี่ยวกับการสร้าง HOM จากอัลเคนเพราะสันนิษฐานว่าโครงสร้างของพวกมันจะไม่เอื้ออำนวยต่อการเกิด autoxidation" ดร. ทอร์สเทนเบิร์นด์จาก TROPOS รายงาน มีเทนซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกที่สำคัญอยู่ในกลุ่มของอัลเคน แต่เชื้อเพลิงฟอสซิลที่สำคัญที่สุดของเศรษฐกิจโลกจากน้ำมันดิบและก๊าซธรรมชาติยังประกอบด้วยอัลเคน ได้แก่ โพรเพนบิวเทนเพนเทนเฮกเซนเฮปเทนและออกเทน การค้นพบใหม่เกี่ยวกับพฤติกรรมการออกซิเดชั่นของสารกลุ่มนี้จึงมีความเกี่ยวข้องอย่างมากในหลาย ๆ ด้าน

เพื่อให้ได้ข้อมูลเชิงลึกที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับการออกซิเดชั่นอัลเคนโดยอัตโนมัติการทดลองได้ดำเนินการในเครื่องปฏิกรณ์แบบเจ็ทโฟลว์ที่ TROPOS ในไลพ์ซิกนอกเหนือจากการทดลองในเฮลซิงกิ การตั้งค่าการทดลองได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อไม่ให้ก๊าซสัมผัสกับผนังในระหว่างการเกิดปฏิกิริยาเพื่อไม่รวมการแทรกแซงของผลลัพธ์โดยกระบวนการผนัง ในระหว่างการทดลองสามารถตรวจสอบตัวกลางปฏิกิริยาเกือบทั้งหมดอนุมูล RO2 และผลิตภัณฑ์ที่เกิดปฏิกิริยาได้โดยตรง ความร่วมมือแบบสหวิทยาการของนักวิจัยจากเคมีการเผาไหม้และเคมีในชั้นบรรยากาศพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์มากเนื่องจากในกระบวนการเผาไหม้กระบวนการที่คล้ายคลึงกันจะเกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศเฉพาะที่อุณหภูมิที่สูงขึ้น "ผลที่ตามมา, เห็นได้ชัดว่าไม่เพียง แต่ปฏิกิริยาไอโซเมอไรเซชันของอนุมูล RO2 เท่านั้น แต่ยังมีอนุมูล RO ที่มีหน้าที่สร้างผลิตภัณฑ์ออกซิไดซ์ที่สูงขึ้น การศึกษาทำให้สามารถระบุได้ว่าอัลเคนเป็นกลุ่มสารประกอบอินทรีย์กลุ่มสุดท้ายและน่าแปลกใจที่สุดซึ่งการออกซิเดชั่นเป็นสิ่งสำคัญ "Torsten Berndt กล่าวสรุป

แม้ว่าไนโตรเจนออกไซด์ที่มีความเข้มข้นสูงซึ่งจะยุติปฏิกิริยาการออกซิเดชั่นได้อย่างรวดเร็ว แต่อัลเคนยังสร้างสารประกอบออกซิไดซ์ในอากาศจำนวนมาก การค้นพบใหม่นี้ช่วยให้สามารถเข้าใจกระบวนการ autoxidation ได้ลึกซึ้งขึ้นและก่อให้เกิดการตรวจสอบเพิ่มเติมเกี่ยวกับปฏิกิริยาไอโซเมอไรเซชันของอนุมูล RO