Molekylstrålestudier av partikel-ytkollisioner med vikt på atmosfäriska ispartiklar - I den här avhandlingen har kollisioner mellan atomer, molekyler och kluster med ytor studerats. Målet har varit att få en ökad grundläggande förståelse för kollisioner med ytor. Det har också varit ett mål att förstå atmosfäriska processer där ispartiklar är av betydelse. De högst belägna molnen finns på ca 90 km höjd. Dessa moln består troligen av ispartiklar med en diameter av ca 50 nanometer. En metod att mäta dessa ispartiklar är att låta ispartiklarna kollidera med en raketburen yta. Detta leder till att ispartiklarna laddas upp och mängden laddade partiklar mäts därefter. För att få en ökad förståelse för hur den här uppladdningen går till så har experimentella studier av små ispartiklar, s.k. vattenkluster, som kolliderar med grafit genomförts som en del av den här avhandlingen. Resultaten indikerar att ispartiklar med en storlek av ungefär tusen vattenmolekyler glider ett tiotal nanometer på grafitytan efter kollisionen. Under denna glidning värms ispartikeln upp vilket leder till avångning av vattenmolekyler och mycket små vattenkluster. Slutligen kan den kvarvarande ispartikeln lämna ytan. Den har då förlorat ca 75 % av sin massa. Uppladdning av ispartiklar under kollision med en ren grafityta sker endast om ytan är varm (över ca 700°C), medan en förorenad yta ger uppladdning även vid rumstemperatur. Förslag på hur uppladdningen sker ges i avhandlingen. För att få en ökad förståelse för hur kollisioner med grafit sker har även ickereaktiva xenonatomer använts. Vid låga temperaturer i stratosfären (ca 15-40 km höjd) bildas ispartiklar (ca 1-10 mikrometer i diameter). Molekyler i stratosfären kolliderar med dessa ispartiklar vilket kan leda till upptag av molekyler på ispartiklarna. Därefter kan iskatalyserade reaktioner ske. Dessa iskatalyserade reaktioner har nyligen funnits vara av stor betydelse för ozonnedbrytningen över Antarktis. I den här avhandlingen har därför kollisioner mellan molekyler och isytor studerats, främst experimentellt med s.k. molekylstråleteknik. Både argonatomer (Ar) och väteklorid (HCl) har använts. Ickereaktiva argonatomer med låga hastigheter (ca 500 m/s) fastnar under korta tider på isytan och lämnar därefter ispartiklen medan argonatomer med högre hastigheter (>1500 m/s) kan studsa bort från isytan omedelbart. Väteklorid som kolliderar med en ren isyta fastnar på isen under långa tider vilket ger stor möjlighet för efterföljande reaktioner att ske. Väteklorid som kolliderar med en vätekloiridtäckt isyta har en större möjlighet att lämna ytan, men upp till 80 % stannar på ytan under långa tider. Patrik Andersson Göteborgs universitet Institutionen för kemi Fysikalisk kemi Tel. 031-772 31 16 E-post. pan@phc.chalmers.se