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

Готовим машину к лету: как антифриз управляет двигателем автомобиля

1 мин. чтения
Центр управления добычей Газпром Нефти

С звботой о природе: в России разработали сервис для геологоразведки с учетом особенностей леса

2 мин. чтения
Фото iStock

В Томске разработали материал для двигателей с эффектом регенерации

1 мин. чтения
Фото Shutterstock

В России будут использовать виртуальные модели для создания первой лунной АЭС

1 мин. чтения

Цифровые ключи от подземного мира: история, случившаяся у реки Чоны

3 мин. чтения

Эксперт по национальной энергетике Александр Фролов считает, что Чонская группа месторождений станет опорой для развития нефтедобычи в Восточной Сибири

1 мин. чтения

«Цифровые двойники — инструмент будущего для ТЭК»

1 мин. чтения

Цифровые модели и роботизированное бурение помогли подобрать ключи к добыче нефти на Чонской группе месторождений

2 мин. чтения

Для Арктики и космоса: в «Росатоме» создали батарейку, которая работает при экстремальных температурах

1 мин. чтения

Чего в современном смартфоне больше: золота или серебра? Узнайте из нашего квиза о благородных металлах в электронике!

1 мин. чтения