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

«Бесконечные рельсы» и другие изобретения российского механика-самоучки

4 мин. чтения
Сотрудник центра изучения вечной мерзлоты во время мониторинга

Доктор геолого-минералогических наук Данис Нургалиев рассказал о преимуществах новой технологии мониторинга инфраструктуры на вечной мерзлоте

2 мин. чтения
Линии электропередач. Фото: Shutterstock

Энергетический апгрейд: электросети регионов России подготовят к обновлению

1 мин. чтения
«Паук-человек»

Круче, чем в кино: суперспособности пауков

2 мин. чтения
Источники электронной музыки

Семь источников энергии — семь мелодий: узнайте, как звучит музыка, рожденная энергетикой!

1 мин. чтения
Харасавэйское месторождение на Ямале

Лазерный аэромониторинг повысил точность контроля промышленной инфраструктуры в Арктике

2 мин. чтения
Буровое долото в процессе обработки защитным покрытием. Изображение сгенерировано нейросетью

Закаляющий «душ» из азота: ученые подобрали сверхпрочную защиту для буров и турбин

2 мин. чтения
Месторождение компании «Газпром нефть» в Ноябрьске

Капсулы с «таймером»: ученые придумали, как доставлять химический «груз» на глубину до пяти километров

1 мин. чтения

Книжный шкаф или аквариум — с чем рядом нельзя ставить роутер? Узнайте из квиза о бытовых вещах

1 мин. чтения
Робот-собака в лаборатории. Фото: Shutterstock

В Москве научили роботов-собак «работать в стае» на объектах промышленности и энергетики

1 мин. чтения