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

Бурильщики, сварщики и электромонтеры: названы самые востребованные профессии в ТЭК

1 мин. чтения

Мгновенная перезагрузка: умный водородный накопитель ускорил восстановление энергосети после сбоев

2 мин. чтения

Закись азота или кислород — что превращает сливки в пену? Узнайте из «вкусного» квиза

1 мин. чтения
Фото предоставлено организаторами

Инженерные квесты и эксперименты: в России масштабно отметят День физики

1 мин. чтения
Фото предоставлено организаторами

Ученым помогут довести разработки для ТЭК от лаборатории до предприятия

1 мин. чтения
Москва будущего в представлении ученых середины XX века. Изображение сгенерировано нейросетью

Ретрофутуризм: как в СССР представляли энергетику XXI века

3 мин. чтения

Председатель Совета Фонда развития цифровой экономики Герман Клименко рассказал, зачем нефтегазовым компаниям единая система управления цифровыми двойниками

1 мин. чтения
Министр промышленности и торговли Российской Федерации Антон Алиханов. Фото: Минпромторг России / Виталий Неварпромышленности и торговли России

«Важно не ждать эволюции технологий, а быть двигателями этого процесса»

1 мин. чтения

Водомет вместо винта: в Перми разработали компактного робота для подводных исследований

2 мин. чтения

Как электричество «поставили на счетчик»: история прибора, который есть в каждом доме

4 мин. чтения