瑞典与美国研究人员在《科学进展》杂志发表论文称，他们首次直接观测到一种长期被理论预测、但此前缺乏直接证据的短寿命分子——富氧四氧化物。研究团队表示，该分子与大气化学、燃烧研究以及生物医学相关的氧化过程密切相关。

研究由斯德哥尔摩皇家理工学院（KTH Royal Institute of Technology）与美国加利福尼亚山景城的 Kinetic Chemistry Research 的科研人员共同完成。皇家理工学院物理化学教授芭芭拉·诺齐埃尔（Barbara Nozière）在研究中表示，这类化合物的存在已被假设数十年，但此前从未被直接“看见”。

论文介绍，四氧化物最早在20世纪50年代被理论预测：当两个有机自由基发生反应时，会短暂形成一个由四个氧原子连续组成的中间体，这一过程被称为拉塞尔机制（Russell mechanism）。研究人员指出，尽管该分子几乎瞬间消失，但在有机化合物与空气接触发生“燃烧”的多种情境中被认为具有作用，包括火灾、蜡烛火焰、汽车发动机中的反应，以及地球大气的低温环境和生物体内的氧化过程。

研究团队称，以往关于四氧化物存在的证据多为间接、相互矛盾，或依赖极端低温的实验室条件。此次他们采用并改进了一种质谱技术，使其能够在不破坏分子的情况下检测高度不稳定的分子，从而确认了四氧化物的存在。

研究人员还报告称，四氧化物在空气中表现出相对稳定性，这与此前研究所采用的实验条件不同。诺齐埃尔表示，这项研究证实四氧化物可以在室温和空气中存在，而不需要早期实验中使用的极端低温条件。

论文指出，这一结果意味着四氧化物可能在户外环境和生物体内出现，并可能经历此前未被充分认识的反应步骤，生成新的氧化产物，相关过程仍需进一步研究。研究人员称，这可能影响污染物（如油漆溶剂或烟雾）在大气中的存留时间、空气中其他化合物的生成，以及气溶胶颗粒的形成。

研究还测量了四氧化物的寿命，范围为0.2至200毫秒。研究人员表示，对寿命的量化有助于理解相关反应的速率及其可能产生的其他产物。

在生物医学方面，诺齐埃尔称，这些发现也可能对医学科学研究具有意义，包括氧化应激与癌症疗法等方向；她指出，拉塞尔机制目前正被用于新的治疗方法研究之中。