Dans le cadre de l’étude de nanoparticules par rayonnement VUV, une nouvelle source d’aérosols a récemment été installée sur l’expérience SAPHIRS située sur l’une des trois branches de la ligne DESIRS au synchrotron SOLEIL. L’instrument en question est constitué de quatre parties:[i] 1 – un système de lentilles aérodynamique qui permet d’introduire les nanoparticules à l’intérieur du système sous vide sous la forme d’un faisceau très peu divergent,[ii],[iii] 2 – une chambre de pompage différentiel, 3 – une détection optique constituée d’un laser continu (l=532nm, 15mW) et d’un photomultiplicateur afin de détecter la lumière diffusée par les particules à leur sortie du système de lentilles, 4 – un spectromètre à coïncidences entre photoélectrons et photoions (PEPICO) nommé DELICIOUS2.[iv] Dans le but de vaporiser la phase particulaire étudiée, un module de désorption thermique (TDM) a la possibilité d’être inséré au sein de la région d’ionisation du spectromètre qui combine un spectromètre d’imagerie de vitesse (VMI)[v] et un spectromètre de masse à temps de vol (TOF-MS). Les molécules du nuage moléculaire ainsi formé peuvent alors être ionisées par le rayonnement VUV de la ligne de lumière DESIRS.
Outre la caractérisation théorique et expérimentale de notre système de lentilles aérodynamique, deux axes d’étude principaux impliquant l’utilisation de cet instrument seront abordés au cours de cette présentation, à savoir :
1 – Premièrement, l’étude sans désorption thermique des processus induit par des photons VUV sur les nanoparticules telle que l’analyse des distributions angulaires de photoélectrons émis par des nanoparticules (effet de shadowing) et l’étude de leur spectre de photoélectrons de seuil. Le cas de nanoparticules homogène de dioctylphthalate sera présenté et des perspectives d’étude de dichroïsme circulaire de nanoparticules sélectionnées en taille seront évoquées.[vi]
Deuxièmement, l’étude par désorption thermique et ionisation VUV de la composition chimique moléculaire de nanoparticules d’intérêt atmosphérique tel que les aérosols organiques secondaires (AOS) produits en chambre de simulation atmosphérique. Concernant ce point, je présenterai le contexte environnemental et l’enjeu d’une telle étude à travers la présentation du développement d’un spectromètre de masse à aérosol à vaporisation/ionisation par laser UV mené au sein du laboratoire LISA à Créteil.[vii]
2 – Le second axe d’étude concerne l’utilisation de la thermodésorption d’aérosol comme méthode de vaporisation douce de molécules thermolabiles telles que les biomolécules. Les premiers résultats concernant l’étude des propriétés électroniques et photochimiques (énergies d’ionisation, énergies d’apparition de photofragments) d’acides aminés (tryptophane, phenylalanine), de bases azotées naturelles (adénine, cytosine) et modifiées (5-hydroxy methyl uracil) seront présentés.
[ii] P. Liu et al., Aerosol Science and Technology 22, 293 (1995).
[iii] P. Liu et al., Aerosol Science and Technology 22, 314 (1995).
[iv] G.A. Garcia et al., Review of Scientific Intruments 80, 023102 (2009).
[v] A.T.J.B. Eppink and D.H. Parker, Review of Scientific Intruments 68, 3477 (1997).
[vi] J. Paul and K. Siegmann, Chemical Physics Letters 304, 23 (1999).
[vii] F. Gaie-Levrel et al., Atmospheric Measurement Techniques, to be submitted
Synchrotron SOLEIL, L’Orme des Merisiers