α 蒎烯與臭氧反應生成次級有機氣膠的紅外光譜演變過程:
蒎烯化合物屬於萜烯類 (Terpenes)的一種，為許多化學合成工業如:合成樟腦、松油醇、香料、樹脂等常見化工產品的重要原料，並廣泛運用於熱熔膠、橡膠、油漆、油墨、塗料、紡織等產品製程中。此外，一般居家使用的空氣清新劑及芳香產品中含有大量的揮發性有機化合物，其中亦可能含有α-pinene、β-pinene等蒎烯化合物，許多研究皆指出在室內的臭氧能和萜烯類物質發生反應形成PM2.5懸浮微粒。本中心王家蓁主任之研究團隊開發建置一時間解析傅立葉轉換紅外光譜儀耦合可變溫氣膠生成腔並利用此設備探測萜烯類物質和臭氧的反應特性及演變過程，並首次在此系統上觀測到一些生命期極短之反應中間體, 包括 Criegee intermediates 及 hydroperoxides。這些反應中間體活性極強且在硫酸鹽類PM2.5氣膠形成的過程中扮演重要角色! 這些反應中間體的形成與轉化在PM2.5總量監測中無法窺知。
由此研究結果可以發現有機氣膠隨著周遭環境狀態之高度變異性。由於大氣中的PM2.5懸浮微粒一旦生成或是放到大氣中後，亦時時刻刻隨著週邊環境而發生物理或化學性質改變。這些PM2.5被人類經由呼吸進入體內時，往往在環境中已經過一連串複雜的化學反應或光化學反應，而具備與這些PM2.5剛生成時截然不同的特性。因此，若要深入了解人體受到PM2.5的影響，吾人必須對於各類化學成分PM2.5之機轉及產物有足夠的掌握方有可能研擬最適當之PM2.5減排及管制措施。
Reference: Bagchi, A., Yu, Y., J.-H., Tsai, C.-C., Hu, W.-P.*, Wang, C. C.*, Phys. Chem. Chem. Phys., 22, 6528-6537 (2020). (link)