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
Укладка дорожного полотна в Пермской области

Высокая кухня дорожного строительства: как создают современные дороги

5 мин. чтения

Ученые из Томска создали «жидкостную» установку для бурения шахт и скважин

2 мин. чтения
Нефтяники из страны — члена БРИКС

БРИКС в помощь: смогут ли иностранные специалисты помочь российской энергетике

5 мин. чтения
Суперконденсаторы

Московские исследователи улучшили суперконденсаторы с помощью микроволокон

2 мин. чтения
Человек со смартфоном

Китайские химики улучшили характеристики экологичных аккумуляторов смартфонов

2 мин. чтения
Лазерный луч, направленный из радиотелескопа в звездное небо

Исследователи из Санкт-Петербурга улучшили технологию передачи энергии на расстоянии

2 мин. чтения
Сотрудник центра управления добычей «Газпром нефти» в Тюмени

«Через 25 лет айтишниками станут все — и геологи, и картографисты»

4 мин. чтения
Поле с тюками сена

Казанские ученые устроили остаткам соломы горячую баню и получили больше сырья для биоводорода

2 мин. чтения
Зарядка электрокара на электрозарядной станции (ЭЗС)

Во Владикавказе открыли самую мощную электрозарядную станцию в России

2 мин. чтения
Пластиковые полимерные гранулы

Московские ученые превратили бытовой пластик в сырье для топлива и нефтехимии

1 мин. чтения