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

Как хайтек-инженеры создают цифровую карту подземного мира

1 мин. чтения

В России создали цифровую модель, которая прогнозирует состояние вечной мерзлоты на десятилетия вперед

2 мин. чтения
Фото: iStock

Солнце и газ научили работать в команде: в Самаре создали электростанцию, которая сама подстраивается под погоду

1 мин. чтения

Робот-паук отремонтировал участок линии электропередачи в Коми

1 мин. чтения
Средневековый алхимик в своей лаборатории с помощью заклинаний увидел токамак, структуру атома и строение белка

Золото из коллайдера и энергия вещества: какие достижения науки воплотили мечты алхимиков

4 мин. чтения

Свет, камера, Сибирь: как энергетика стала героиней кино

4 мин. чтения

Во Всероссийском обществе охраны природы оценили вклад нефтегазовых компаний в заботу об окружающей среде

2 мин. чтения

Кондиционер для ИИ: в Новосибирске предложили охлаждать дата-центры с помощью их собственного тепла

1 мин. чтения

Экологи «Газпром нефти» высадили в Сибири более 2,5 миллионов хвойных деревьев

2 мин. чтения
фото: iStock

Ученые из Петербурга создали «магнит» для углекислого газа

1 мин. чтения