Aperçu surprenant de la chimie des radicaux hydroxyles à BESSY II
Une astuce astucieuse permet d'obtenir des informations surprenantes sur la voie de réaction
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Comment les radicaux se forment-ils dans les solutions aqueuses lorsqu'ils sont exposés à la lumière UV ? Cette question est importante pour la recherche en santé et la protection de l'environnement, par exemple en ce qui concerne la surfertilisation des plans d'eau par l'agriculture intensive. Une équipe de BESSY II a mis au point une nouvelle méthode pour étudier les radicaux hydroxyles en solution. Grâce à une astuce astucieuse, les scientifiques ont obtenu des informations surprenantes sur la voie de réaction.
Les radicaux hydroxyles (OH-) sont présents partout, de la troposphère aux cellules du corps humain. Ils y provoquent un stress oxydatif et accélèrent le processus de vieillissement. Ils sont également de plus en plus présents dans les rivières et les lacs, où ils sont formés par la photolyse des oxydes d'azote qui ont pénétré dans l'eau à partir de sols surfertilisés. Lorsque les rayons UV de la lumière du soleil frappent les oxydes d'azote, des radicaux hydroxyles et une série d'autres radicaux sont générés. La chimie de ces radicaux est extrêmement difficile à caractériser avec précision, car ils réagissent très rapidement
Une équipe dirigée par le professeur Alexander Föhlisch du HZB a étudié la chimie des radicaux hydroxyles formés à partir d'oxydes d'azote dans l'eau en utilisant la spectroscopie d'absorption des rayons X à la source de rayons X BESSY II.
Nous travaillons avec une cellule d'échantillonnage à jet liquide, dans laquelle nous pouvons étudier des molécules en solution dans des conditions très réalistes. Cela n'est possible qu'à BESSY II", explique Leo Cordsmeier, premier auteur de l'étude. Les scientifiques ont exploité le fait que certaines molécules peuvent "capturer" les radicaux. La molécule TEMPO est connue pour être un piégeur de radicaux, qu'il s'agisse de radicaux de carbone ou d'oxyde d'azote. Nous utilisons TEMPO comme une sorte d'astuce", explique Cordsmeier. Il sert ici de "capteur", car cette molécule est directement impliquée dans la réaction et peut être détectée très facilement dans notre expérience. Cela nous permet d'analyser directement la réaction des radicaux OH".
Ils ont ainsi pu observer, étape par étape, comment les radicaux se forment dans des solutions aqueuses contenant des oxydes d'azote lorsqu'ils sont irradiés par la lumière UV et comment ils sont liés par TEMPO. Ce faisant, ils ont également réussi à mesurer un état intermédiaire inattendu, ce qui a permis de reconstituer avec précision la voie de réaction. Leurs résultats montrent que le proton du radical hydroxyle réagit d'abord avec le TEMPO. Pour le piégeage des radicaux hydroxyles par le TEMPO, nous montrons que le mécanisme ne passe pas par un état intermédiaire lié entre les deux molécules, comme cela a été proposé dans la littérature, mais par un transfert d'électrons. C'est une découverte surprenante", déclare Alexander Föhlisch. Cette étude a permis à son équipe de mettre au point une nouvelle méthode d'étude des radicaux en solution, qui leur permet d'observer sélectivement où les liaisons se rompent et où de nouvelles se forment.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Leo Cordsmeier, Wagner Ribeiro da Silva Neto, Mattis Fondell, Rolf Mitzner, Vinícius Vaz da Cruz, Sebastian Eckert, Alexander Föhlisch; "Mechanisms of Hydroxyl Radical Chemistry in Aqueous Solution Triggered by Photoexcitation and Probed by Soft X-rays"; Journal of the American Chemical Society, Volume 148, 2026-2-17
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