• LATEST
    • A PHP Error was encountered

      Severity: Notice

      Message: Undefined variable: latest

      Filename: views/_header.php

      Line Number: 48

      A PHP Error was encountered

      Severity: Warning

      Message: Invalid argument supplied for foreach()

      Filename: views/_header.php

      Line Number: 48


Interaksi Cahaya-Molekul Pada Permukaan Nanoskopik Aerosol

Baru-baru ini, Profesor Matthias F. Kling dan Dr. Boris Bergues pada Laboratory for Attosecond Physics Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) di Munich, Jerman dan koleganya asal Jepang, Amerika Serikat, dan Uni Emirat Arab (UEA), meneliti satu dari proses molekul pemicu cahaya yang terjadi pada aerosol (aerosols)—yakni partikel padat yang ada di udara (abu atau partikulat) maupun tetesan cair.

Kolaborasi riset tim ahli itu meneliti akibat-akibat interaksi cahaya dengan molekul pada permukaan erosol nanoskopik (nanoscopic aerosols) atau aerosol dengan skala 1-100 nanometer. Hasilnya, antara lain, metode nanoskopi reaksi (reaction nanoscopy). Hasil riset dan penemuan itu dirilis oleh jurnal Nature Communications, edisi Oktober 2019.

“We have observed the detachment and acceleration of hydrogen ions from molecules on the surface of nanoparticles. The ability to do so forms the basis for the high spatial resolution of our imaging technique,” ungkap Dr. Boris Bergues.

Profesor Matthias Kling, Dr. Boris Bergues  dan koleganya (2019) mengembangkan metode reaction nanoscopy guna mempelajari transisi-transisi unsur-unsur fisika-kimiawi pada antar-muka solid. Tim peneliti itu juga menggunakan metode reaction nanoscopy untuk mencirikan reaksi ethanol dengan molekul-molekul air pada permukaan nanopartikel-nanopartikel (glass nanoparticles) di bawah pengaruh cahaya laser intensitas tinggi.

Profesor Matthias Kling , Dr. Boris Bergues dan koleganya mengiradiasi partikel-partikel sferikal dengan pulsa-pulsa laser sangat pendek (ultra-short), yang masing-masing berlangsung selama beberapa ¼ miliar detik (femtoseconds)-- Femtosecond adalah sepersejuta dari sepersejuta detik. Dengan menggunakan metode reaction nanoscopy, tim peneliti itu dapat merekan interaksi super-cepat ini secara tiga-dimensi dengan resolusi nanometer.

“Because the technology enables us to determine the exact position on the nanoparticle with the highest reaction yield, we can trace reactions of molecules adsorbed on the surface of aerosols with high spatial resolution”, papar Profesor Matthias Kling.

Hasil riset Profesor Matthias Kling , Dr. Boris Bergues dkk (2019) tentu saja sangat berguna khususnya bidang kimia atmosfer. Misalnya, cahaya di atmosfer berinteraksi dengan aerosol dan molekul-molekulnya, memicu reaksi selanjutnya yang mungkin penting bagi perkembangan iklim di planet Bumi.

Di sisi lain, sebagai foto-katalis (photocatalysts) dengan bidang permukaan besar, nano-partikel (nanoparticles) memiliki sifat-sifat unik. Misalnya, nanokosmos selalu bergerak konstan. Semua proses alamiah akhirnya ditentukan oleh interaksi radiasi dan zat (matter). Cahaya menembus partikel dan memicu reaksi.

Melalui iradiasi dengan cahaya, bidang-bidang berdekatan yang terkait, dapat menginduksi, meningkatkan, dan mengendalikan reaksi penyerapan (adsorbate reactions) molekuler pada skala nano. Dengan mengubah keadaan energi elektron, cahaya mengubah bentuk atom dan menyebabkan molekul tertata-ulang atau terkonfigurasi-ulang. Proses-proses ini dipercepat secara signifikan ketika reaktan diserap pada permukaan partikel nano di atmosfer. Fenomena ini sangat penting untuk fotokimia atmosfer dan karenanya berdampak pada kesehatan dan iklim kita. (Science Daily, 11/10/2019).

Namun, sejauh ini, belum ada metode sederhana untuk menyelesaikan atau memecahkan hasil reaksi induksi bidang-berdekatan itu pada permukaan nanopartikel-nanopartikel.   Tim peneliti itu berupaya menemukan metodenya. Yakni nanoskopi reaksi berdasarkan foto-ionisasi (photoionization) momentum-pemecahan tiga dimensi. Teknik ini diuji pada generasi proton pilihan secara spasial dalam beberapa siklus ionisasi disosiatif induksi laser terhadap ethanol dan air pada nanopartikel-nanopartikel SiO2 yang membagi atau memecahkan variasi jelas sepanjang permukaan partikelnya.

Hasilnya dimodel dan direproduksi secara kualitatif melalui perhitungan-perhitungan Mie Monte-Carlo (M3C) bidang tengah quasi-klasik dan elektrostatis. Nanoskopi reaksi cocok untuk berbagai nano-sistem dan menghasilkan dinamika-dinamika reaksi super-cepat yang terbagi secara spasial pada nanopartikel-nanopartikel, clusters dan droplets (partikel-partikel cair dengan diameter kurang dari 500 μm) (Philipp Rupp et al., 2019).

Kolaborasi riset tim ahli itu melibatkan : (1) Philipp Rupp asal Max Planck Institute of Quantum Optics, D-85748 Garching, Jerman; Physics Department, Ludwig-Maximilians-Universität Munich, D-85748 Garching, Jerman;  (2) Christian Burger asal Max Planck Institute of Quantum Optics, D-85748 Garching, Jerman; Physics Department, Ludwig-Maximilians-Universität Munich, D-85748 Garching, Jerman;

(3) Nora G. Kling asal Max Planck Institute of Quantum Optics, D-85748 Garching, Jerman; Physics Department, Ludwig-Maximilians-Universität Munich, D-85748 Garching, Jerman;  (4) Matthias Kübel asal Max Planck Institute of Quantum Optics, D-85748 Garching, Jerman; Physics Department, Ludwig-Maximilians-Universität Munich, D-85748 Garching, Jerman; (5) Sambit Mitra asal Max Planck Institute of Quantum Optics, D-85748 Garching, Jerman; Physics Department, Ludwig-Maximilians-Universität Munich, D-85748 Garching, Jerman;

(6) Philipp Rosenberger asal Physics Department, Ludwig-Maximilians-Universität Munich, D-85748 Garching, Jerman;(7) Thomas Weatherby asal Physics Department, Ludwig-Maximilians-Universität Munich, D-85748 Garching, Jerman; Physics Department, Technical University Munich, D-85748 Garching, Germany;

(8) Nariyuki Saito asal The Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo, Kashiwa, Chiba 277-8581, Jepang; (9) Jiro Itatani asal The Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo, Kashiwa, Chiba 277-8581, Jepang;

(10) Ali S. Alnaser asal Department of Physics, American University of Sharjah, Sharjah POB26666, UAE;  (11) Markus B. Raschke asal Department of Physics, Department of Chemistry, JILA, and Center for Experiments on Quantum Materials, University of Colorado, Boulder, Colorado 80309, Amerika Serikat;  

(12) Eckart Rühl asal Physical Chemistry, Institute for Chemistry and Biochemistry, Freie Universität Berlin, D-14195 Berlin, Jerman; (13) Annika Schlander asal Macromolecular Chemistry Department, Technical University Darmstadt, D-64287 Darmstadt, Jerman; (14) Markus Gallei asal Chair in Polymer Chemistry, Saarland University, D-66123 Saarbrücken, Jerman;

(15) Lennart Seiffert asal for Physics, Rostock University, D-18051 Rostock, Jerman; (16) Thomas Fennel asal Institute for Physics, Rostock University, D-18051 Rostock, Jerman dan Max Born Institute, D-12489 Berlin, Jerman;  

(17) Dr. Boris Bergue  asal Max Planck Institute of Quantum Optics, D-85748 Garching, Jerman dan Physics Department, Ludwig-Maximilians-Universität Munich, D-85748 Garching, Jerman;  (18) Profesor Matthias F. Kling asal Max Planck Institute of Quantum Optics, D-85748 Garching, Jerman dan Physics Department, Ludwig-Maximilians-Universität Munich, D-85748 Garching, Jerman;

Hasil riset tim ahli itu dirilis oleh jurnal Nature Communications, 2019 (Philipp Rupp, Christian Burger, Nora G. Kling, Matthias Kübel, Sambit Mitra, Philipp Rosenberger, Thomas Weatherby, Nariyuki Saito, Jiro Itatani, Ali S. Alnaser, Markus B. Raschke, Eckart Rühl, Annika Schlander, Markus Gallei, Lennart Seiffert, Thomas Fennel, Boris Bergues, Matthias F. Kling, “Few-cycle laser driven reaction nanoscopy on aerosolized silica nanoparticles”, Nature Communications, 2019). 

 

 

 

Oleh: Servas Pandur