پژوهشگران آزمایشگاه ملی سندیا ایالت نیومکزیکو آمریکا، برای اولین بار مکانیسم‌های شیمیایی کلیدی را کشف کرده‌اند که به دانسته‌های بنیادین در زمینه‌ی احتراق اطلاعات جدیدی افزوده است و ممکن است، باعث ساخت سیستم‌های احتراقی پاک‌تری در آینده شود.
نیلس هانسن و کای موشامر، پژوهش‌های مختلفی را در زمینه‌ی اکسایش هیدروکربن‌ها و دیگر سوخت‌های جایگزین انجام داده‌اند. آن‌ها واسطه‌های شیمیایی کلیدی را شناسایی کرده‌اند که با واکنش‌های اکسایش در دمای ۴۰۰ تا ۶۰۰ کلوین (۲۶۰ تا ۶۲۰ درجه فارنهایت) مرتبط بودند. خصوصیات شیمیایی واسطه‌ها و غلظت آن‌ها جزئیات جدیدی در مورد فرایندهای شیمیایی مربوط به فرایند خوداحتراق در اختیار پژوهشگران قرار داده است.
خوداحتراق، فرایند شیمیایی است که در آن مخلوط سوخت و هوا به خودی خود می‌سوزند. فرایند خوداحتراق معمولا به‌وسیله‌ی مجموعه‌ای از واکنش‌های زنجیره‌ای خود به خودی و تسریعی قابل توضیح است. این فرایند برای موتورهای احتراق جرقه‌ای اهمیت دارد. هانسن گفت:
ما امروز می‌توانیم موتور درون‌سوزی را بدون دانستن جزئیات شیمیایی آن راه‌اندازی کنیم. با وجود این، دانسته‌های جدید، بینش جدیدی در مورد مدل‌های احتراقی جدید در اختیار ما قرار داده است. یافته‌های جدید، در نهایت در آینده ساخت سیستم‌های احتراقی پاک‌تر و کارآمدتر را امکان‌پذیر می‌کند.
هانسن و موشامر از طیف‌سنج جرمی مبتنی بر پرتوهای مولکولی برای کشف ترکیبات واسطه‌ی شیمیایی استفاده کردند. هانس در ادامه گفت:
در پرتوهای مولکولی، تمام مولکول‌ها به درون یک خلا کشیده می‌شوند که در یک جهت و با سرعت یکسان حرکت می‌کنند. وقتی ما مولکول‌ها را از هم جدا می‌کنیم، این امکان را داریم که آن‌ها را به واسطه‌ی وزنشان جدا کنیم و به همیت ترتیب، آرایش مولکولی آن‌ها را بسازیم.
استخراج اطلاعات مولکولی دقیق به‌طور مستقیم از مخلوط احتراقی یک کار دشوار و چالش‌برانگیز است، به‌ویژه به‌دلیل نوسانات زیاد دما و غلظت کم واسطه‌های کلیدی موثر در این فرایند. هانسن توضیح می‌دهد:
حتی پس از چند دهه پژوهش در این زمینه، مولکول‌های فوق‌العاده اکسیده‌شده، هیچ‌گاه به این شکل دیده نشده بودند.
او در ادامه گفت:
این سینتیک-شیمیایی اساسی همچنین می‌تواند بر تشکیل ذرات معلق در هوا در ترپوسفر (پایین‌ترین لایه جو زمین) مرتبط به آب‌وهوا تاثیر بگذارد.
پل ونبرگ، استاد شیمی جوی و علوم و مهندسی محیط زیست در مؤسسه فناوری کالیفرنیا گفت که این پژوهش اطلاعات زیاد و بینش جدیدی در مورد فرایندهای اکسیداسیون مشخصا فرایند اکسیداسیون مولکول‌های آلی در جو فراهم کرده است. ونبرگ گفت:
تاثیر نهایی این کشفیات در درک ما از خوداکسایش مرتبط به آلودگی هوا نامشخص است. ما می‌دانیم که ذرات معلق در هوا یک تهدید برای بهداشت عمومی هستند، اما اینکه این ذرات چگونه در اثر خوداکسایش پدید می‌آیند و این ترکیبات تا چه زمانی در جو باقی می‌مانند، تا این زمان ناشناخته بوده است.
استفاده از طیف‌سنجی جرمی برای شناسایی این واسطه‌ها تنها اولین گام در این پژوهش است. هانسن گفت:
ما در آینده، نیاز به تکنیک‌های جدید تجربی و قابلیت‌هایی داریم که جداسازی یکنواخت ساختارهای مولکولی را امکان‌پذیر کند. ما از تکنیک‌های طیف سنجی جرمی دو بُعدی و طیف‌سنجی مایکروویو برای یافتن ساختار دقیق مواد شیمیایی بهره خواهیم برد.