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
Фото предоставлено организаторами

Фонд Росконгресс представил международные форумы осени 2026 года

2 мин. чтения
Новый минерал в Кировском руднике Хибинского массива. Изображение сгенерировано нейросетью

Кристаллы энергии: на Кольском полуострове обнаружили минерал с редкоземельными элементами

1 мин. чтения

Зачем роботы «путешествуют» по трубам и что они там делают

3 мин. чтения
Одиссей на древнегреческом корабле держит путь к современному маяку. Изображение сгенерировано нейросетью

От Итаки до Арктики: как маяки помогли Одиссею и зачем нужны морякам сегодня

4 мин. чтения
Женщина-лаборант за компьютером оценивает качество автомобильного топлива с помощью виртуального ассистента

ИИ у пробирки: ученые создали «виртуального лаборанта» для контроля качества топлива

1 мин. чтения
Линии электропередач. Фото: Shutterstock

Энергия для технологий: российские центры обработки данных удвоили мощность за шесть лет

1 мин. чтения

«Козла» или «мартышку» — кого можно встретить на месторождении? Узнайте из квиза о сленге вахтовиков

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

За Солнцем по пятам: в Забайкалье заработала крупнейшая в России солнечная электростанция

1 мин. чтения
Калининская АЭС. Фото: Росэнергоатом

Сварка под ультразвуком: в России запустили робота для проверки оборудования АЭС

1 мин. чтения
Специалисты центра «Геосфера» с фрагментом керна

Подземная фотосессия: ученые подобрали идеальный «зум» для горных пород

2 мин. чтения