气相成核与团簇生长过程的实验探测 — 实验方法发展与CO2 研究成果

过饱和蒸汽成核、生成大尺寸团簇，并最终生长形成气溶胶粒子是自然界的一个普遍现象，如云的形成、水蒸汽遇冷形成水滴和灰霾颗粒物的生成等。气相成核已有超过100年的研究历史，但人们在分子水平上对气相成核的认识与理解仍然匮乏。其中，经典成核理论（Classical Nucleation Theory, CNT）是研究气相成核过程的主要理论基础。但是，由于液滴模型假设的局限性，根据CNT理论预测得到的成核速率和临界核尺寸与实验得到的结果相差很大。究其原因，是因为目前尚缺少有效的实验技术和科学仪器在分子层次上直接对成核及随后的生长过程进行监测和研究。报告将介绍我们最近发展的基于脉冲式Laval恒温恒压分子束、真空紫外（VUV）单光子电离质谱和傅里叶变换红外光谱（FTIR）研究气相成核的实验新技术和新仪器。同时，将介绍我们利用此新技术并结合理论模拟在二氧化碳（CO2）成核与生长中的研究成果。