Fett som släpps ut i atmosfären från spisar som fritöser kan förstärka bildandet av moln, som har en stor kyleffekt på planeten.

I en Naturkommunikation tidning publicerad idag, forskare visade för första gången att fettsyramolekyler som släpps ut under matlagning spontant kan bilda komplexa 3D-strukturer i atmosfäriska aerosoldroppar. Teamet tror att bildandet av dessa mycket ordnade strukturer sannolikt kommer att förlänga atmosfärens livslängder för dessa molekyler och påverkar hur moln bildas.

Arbetet är ett samarbete mellan atmosfärsforskaren Dr Christian Pfrang och den biofysikaliska kemisten Dr Adam Squires. Dr Pfrang, Docent i fysikalisk och atmosfärisk kemi vid University of Reading, sa:

"Det är känt att fettsyramolekyler som täcker ytan av aerosolpartiklar i atmosfären kan påverka aerosolens förmåga att frö molnbildning. detta är första gången forskare har övervägt vad dessa molekyler gör inuti aerosoldroppen, och vi har visat att de kan samlas i en rad komplexa, ordnade mönster och strukturer. Det betyder att de kan hålla längre i atmosfären."

"Den fulla effekten av de förvånansvärt komplexa molekylära arrangemangen av dessa fettsyramolekyler i miljön är svår att kvantifiera i detta skede eftersom dessa strukturer inte tidigare har övervägts av den atmosfäriska vetenskapsgemenskapen:det finns ingen tillförlitlig uppskattning tillgänglig ännu hur mycket organiskt material visar så komplex självmontering i atmosfären och ytterligare forskning behövs omgående."

"Dock, det är troligt att dessa strukturer har en betydande effekt på vattenupptaget av droppar i atmosfären, öka livslängden för reaktiva molekyler och i allmänhet sakta ner transporten inuti dessa droppar med ännu outforskade konsekvenser."

Dr Squires, Docent i biofysik och material vid University of Bath, sa:

"Vi vet att de komplexa strukturerna vi såg är bildade av liknande fettsyramolekyler som tvål i vatten. Där, de påverkar dramatiskt om blandningen är grumlig eller genomskinlig, fast eller flytande, och hur mycket den absorberar fukt från atmosfären i ett labb. Tanken att detta också kan hända i luften ovanför våra huvuden är spännande, och skapar utmaningar när det gäller att förstå vad dessa matfetter verkligen gör med världen omkring oss."

I det internationella teamet ingick även forskare från universiteten i Bristol och Lund, Diamond Light Source och MAX-lab; de studerade ett modellsystem för att representera atmosfärisk aerosol bestående av individuellt svävande droppar av blandningar av saltlösning och oljesyra, en fettsyra associerad med matlagningsutsläpp som bidrar med cirka 10 % till stadsbelastningen av fina partiklar i London.

De observerade att fettmolekylerna samlades i högt ordnade "lyotropa" faser - kristallliknande gitter av sfärer eller cylindrar som är kända för att starkt påverka vattenupptaget från den omgivande miljön, en nyckelprocess i molnkärnbildning, och viskositet, vilket påverkar kemiska reaktionshastigheter. Ytterligare experiment visade att fettsyrorna var mer resistenta mot kemiska angrepp av ozon, och därför kan överleva längre och resa längre i atmosfären, om de antar dessa komplexa strukturer. De förlängda livslängderna för dessa molekyler kan underlätta dropptillväxt och därmed molnbildning.

Även om beteendet hos organiska molekyler i atmosfäriska aerosoler är föremål för högprofilerad aktuell forskningsaktivitet, sådana lyotropa faser har inte förrän nu övervägts av det atmosfäriska samhället. Med tanke på den potentiella betydelsen av dessa faser har tydligt visats i det nya dokumentet, teamet hoppas att dessa resultat kommer att uppmuntra forskare att utforska den faktiska effekten av komplex självmontering i atmosfären.