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
Победители конкурса костюмов в номинации «Гость из будущего» от онлайн-журнала «Энергия+» на фестивале «Петербург Фонтанка SUP»

«Энергия+» наградила самых футуристичных сапсерферов

2 мин. чтения
Вахтовики одного из северных нефтяных месторождений заблудились в лесу и встретили шамана, который беседует со сказочным медведем

Отвага или сила слова — какую способность подарят вам герои северных мифов?

1 мин. чтения

Как корабли заправляются прямо в море: рассказывает капитан необычного судна

1 мин. чтения
Фото предоставлено организаторами

Эксперты обсудят, как искусственный интеллект изменит российскую тепловую энергетику

1 мин. чтения
Фото предоставлено организаторами

Названы лучшие российские экотехнологии 2026 года

1 мин. чтения
Женщина-лаборант с чашкой Петри. Фото: iStock

Бактерии вместо бетона: в России создали биотехнологию для укрепления грунта в Арктике

2 мин. чтения
Робот-сварщик. Фото: Shutterstock

От сварки до контроля качества: в России в 2,5 раза выросло число промышленных роботов

1 мин. чтения
Охлаждение электроники при помощи света. Изображение сгенерировано нейросетью

Свет вместо кулера: ученые СПбГУ создали технологию охлаждения электроники

2 мин. чтения
Горючий лед. Фото: Magnific

В России предложили отапливать удаленные поселки с помощью «горючего льда»

1 мин. чтения
Представители технологических стартапов на конференции «Разумный венчур»

Как сделать научный стартап успешным: советы тех, у кого получилось

4 мин. чтения