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
Фото: Shutterstock

От роботов до космической добычи: в Екатеринбурге обсудили будущее горной промышленности

2 мин. чтения

Водный заряд: российские ГЭС обеспечили энергией электромобили Москвы и Петербурга

1 мин. чтения

Кто управляет энергией тысяч машин и механизмов

1 мин. чтения
Фото: Shutterstock

Вторая жизнь пластика: томские ученые нашли способ получать автомобильное топливо из полимеров

2 мин. чтения
Солнечные панели на территории Омского нефтеперерабатывающего завода «Газпром нефти»

Чистые технологии: в России назвали нефтегазовые компании с минимальным воздействием на климат

2 мин. чтения
Сотрудница лаборатории работает с оборудованием для проведения химических экспериментов

«Для современных колледжей будущий работодатель студентов — инвестор, а не гость»

4 мин. чтения

Карьерная карта: как искусственный интеллект изменит профессии

1 мин. чтения
Изображение сгенерировано нейросетью

Солнечные зайчики по расписанию: в Китае запустили гибридный солнечный комплекс

2 мин. чтения

От искусственного интеллекта до биотехнологий: продолжается прием заявок на премию «Время инноваций»

1 мин. чтения
Фотобанк «Страна Росатом»

Защита от сверхтоков: в России испытали выключатель для мощных электростанций

1 мин. чтения