Top.Mail.Ru
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

Великолепная семерка: истории тех, кто меняет науку и энергетику

3 мин. чтения
Из проруби выныривает морской единорог, робот-помощник показывает его инженеру

Тайны древних цивилизаций и загадки природы: проверьте свои знания в квизах об энергетике

3 мин. чтения
История энергетики в лицах от шумеров до выдающихся деятелей Российской империи

От древних мифов до первых технологий: как люди приручали энергию

4 мин. чтения

Календарь на миллионы лет и вязаные АЭС: что российская энергетика приготовила на Новый год

2 мин. чтения
Привычные виды городских ТЭЦ с трубами могут остаться в прошлом

Первую в мире экологически чистую ТЭЦ разработали российские ученые

2 мин. чтения
Украшенная гирляндами елка в каминном зале

Елочка, зажгись! История гирлянды от первой свечки до наших дней

5 мин. чтения

«Эффект бабочки» помог российским ученым повысить надежность атомных реакторов и энергетических установок

2 мин. чтения
Артем Закиров, заместитель генерального директора по буровым сервисам «Инженерно-технологического сервиса»

Игра в змейку: как добывают нефть под морем и болотами

4 мин. чтения

Стало известно, сколько полезных ископаемых можно извлечь на арктическом шельфе России

1 мин. чтения

От гусиных перьев до инъекционного литья: из чего делают искусственные ели

4 мин. чтения