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
Кипящий гель в лаборатории

Московские физики «вскипятили» гель и получили качественные сверхпроводники

2 мин. чтения
Девушка в очках виртуальной реальности

На форуме в Петербурге обсудят, зачем нейросети и VR нужны в промышленном дизайне

2 мин. чтения
Робот в лаборатории

Искусственный интеллект помог создать умные молекулы для добычи нефти

2 мин. чтения
Работник солнечной электростанции

Солнечные панели покрыли антиотражающей пленкой, чтобы «поймать» больше света

1 мин. чтения
Сотрудник Московского нефтеперерабатывающего завода с табличками в руках

«КУ», «ХВ» и другие «загадки» нефтеперерабатывающего завода: проверьте вашу интуицию

1 мин. чтения
Модель турбинного двигателя

Заслуженный энергетик оценил перспективы внедрения новой отечественной супертурбины

1 мин. чтения
Первый в мире зерноуборочный комбайн на сжиженном природном газе на выставке ПМГФ-2024

Единственный в мире комбайн на сжиженном природном газе впервые показали публике

1 мин. чтения
Робот-малыш играет в песочнице

Зачем искусственному интеллекту «песочница» и как ее построить

3 мин. чтения
Газовая губка в лаборатории

«Газовую губку» для автомобилей подогрели, чтобы она впитывала больше метана

2 мин. чтения
Макет плавучего атомного энергоблока ПЭБ-106 на ПМГФ-2024

На Газовом форуме представили макет энергоблока для новой плавучей АЭС

1 мин. чтения