Новости

Звездные выхлопы: ученые обнаружили общее происхождение у частиц атмосферы звезд и продуктов сгорания топлива

17 мая 2022

Углеродные наноструктуры, присутствующие в в пространстве вокруг богатых углеродом звезд, и частицы сажи, образующиеся в результате сгорания обычного земного топлива, могут быть обязаны своим происхождением одному и тому же химическому процессу. По крайней мере, так утверждают ученые из саудовского Научно-технологического университета имени короля Абдаллы.

unsplash.com

Полиароматические углеводороды (ПАУ) — это органические соединения, которые имеют в своей структуре два и более конденсированных бензольных кольца, удерживаемых вместе общими углерод-углеродными пи-связями. На Земле возникают в результате сжигания нефтепродуктов, угля, древесины или другой органики и, соединяясь с другими углеродными молекулами, превращаются в различные углеродные наноструктуры — например, в сажу. Аналогичные структуры, основу которых составляют ПАУ, распространены и в космическом пространстве.

Существует несколько теорий, объясняющих процесс возникновения самих ПАУ, однако саудовские ученые посчитали их все недостаточными. По словам руководителя научной группы Ханфэна Джина, нельзя объяснить возникновение так называемых пери-конденскированных ароматических углеводородов одними только пи-связями между присутствующими в большом количестве в пламени атомами углерода. Поэтому они выдвинули и доказали свое собственное предположение. Группа Джина показала, что образование полиароматических углеводородов можно объяснить реакциями между ароматическими арильными молекулами (углеводородными радикалами) и относящим к классу алкинов и аренов углеводородом фенилацетиленом через механизм присоединения фенилацетилена с отщеплением водорода — так называемый механизм HAPaA. «Фенилацетилен легко образуется и может присутствовать в пламени в значительных количествах», — объясняет Джин, добавляя, что добавляет, что бензол и ацетилен — предшественники фенилацетилена — являются важными промежуточными продуктами как в астрохимии, так и в химии горения. Исследователи использовали квантово-химические расчеты, чтобы показать, что пери-конденсированные ароматические углеводороды могут расти путем присоединения фенилацетилена к структурам вокруг периферии арильной молекулы. Начальный этап механизма HAPaA не имеет энергетического барьера, поэтому он одинаково возможен как в низкотемпературной межзвездной химии, так и в высокотемпературном горении.

Авторы исследования говорят, что главное достоинство предложенного ими объяснения заключается в его универсальности. Такое механистическое понимание процесса образования ПАУ можно использовать как ограничения образования сажи в системах сгорания, так и для повышения точности моделей, используемых для предсказания эволюции углерода в межзвездной среде.

0
Haha
Haha
0
0
Love
Love
0
0
0
Читать также

«Пася олэн!» — так здороваются манси или обращаются к оленю? Учим языки народов Крайнего Севера в нашем квизе

1 мин. чтения
Визуализация проекта Нижне-Зейской ГЭС. Изображение сгенерировано нейросетью

Энергия и защита от паводков: на Дальнем Востоке представили проект Нижне-Зейской гидроэлектростанции

1 мин. чтения
Ночная бабочка. Фото: Shutterstock

Глаз ночной бабочки вдохновил ученых на создание солнечной «ловушки» для круглосуточного генератора энергии

2 мин. чтения
Спутники и НЛО на фоне Земли и плавучей атомной станции в Арктике. Изображение сгенерировано нейросетью

От спутников до плавучих АЭС: какие технологии нужны Северному морскому пути

1 мин. чтения
СПГ-бункеровщик «Дмитрий Менделеев»

Производство сжиженного природного газа в России за семь месяцев выросло на 12%

1 мин. чтения
Угольная порода в цементной оболочке, укрепленной медными нитями. Изображение сгенерировано нейросетью

«Спа-процедура» для камня: ученые сделали пустую породу прочнее с помощью цементного «обертывания»

1 мин. чтения

Месторождение инноваций: изучаем интерактивную карту открытий, которые меняют энергетику

1 мин. чтения
Прототип батареи из жидкого металла. Изображение сгенерировано нейросетью

Гибкий заряд: в Китае создали батарею из жидких металлов с регулируемым напряжением

1 мин. чтения
Абагайтуйская солнечная электростанция. Фото: «Юнигрин Энерджи»

Россия за полтора года ввела более одного гигаватта новых мощностей возобновляемой энергетики

1 мин. чтения
Представительница коренных народов Севера возле чума

Языки Севера: как и на чем говорят коренные северные народы России

2 мин. чтения