‘Радикал’ морщинки в формировании сложных молекул углерода в космосе

Команда ученых обнаружила новый возможный путь к формированию углеродных структур в пространстве, используя специализированный метод исследования химических веществ на Национальной лабораторией Министерства энергетики Лоуренса в Беркли (Лаборатория Беркли).

Исследования были определены несколько направлений, по которым окольцован молекул, известных как полициклические ароматические углеводороды, или ПАУ, могут образовывать в пространстве. Последнее исследование является частью постоянных усилий, чтобы восстановить химический шаги, ведущие к образованию сложных углеродсодержащих молекул в космосе.

ПАУ — которые тоже происходят на Земле в выбросы и сажа от сжигания ископаемых видов топлива, могут дать нам ключ к формированию химия жизни в космосе в качестве прекурсоров для межзвездных наночастиц. Они, по оценкам, составляют около 20 процентов всего углерода в нашей галактике, и они имеют химические строительные блоки, необходимые для формирования 2D и 3D углеродных структур.

В последнем исследовании, опубликованном в Nature коммуникации, исследователи изготовили цепи звенели, углерод-содержащие молекулы, объединяя два высоко активных химических веществ, которые называются свободными радикалами, потому что они содержат неспаренные электроны. Исследования в итоге показали, как эти химические процессы могут привести к развитию углерод-содержащих графен-типа Пау и 2D наноструктурах. Графен представляет собой один слой атомов толщиной слоя атомов углерода.

Главное, исследование показало, что способ подключения пятистороннего (пятиугольная) молекулярно-кольцо с шестигранной (гексагональной) молекулярные кольца, а также конвертировать пятистороннего молекулярные кольца для шестигранных колец, который является ступенькой на пути к более широкому кругу крупных молекул ПАУ.

«Это то, что люди пытались измерить экспериментально при высоких температурах, но этого не сделали раньше», — сказал Musahid Ахмед, ученый в отдел химической лаборатории Беркли наук. Он вел химического смешивания экспериментов на передовой источник света лаборатории Беркли (АЛС) с профессором И. Ральф Кайзер в университете в Маноа. «Мы считаем, что это еще один путь, который может привести к Пау».

Профессор Александр м. Мебель в Международном Университете Флориды помогал в расчетной работе для исследования. Предыдущие исследования той же исследовательская группа также выявила несколько других путей для Пау развиваться в космосе. Исследования показывают, что там может быть несколько химических путей для химия жизни в космосе.

«Это может быть все выше, так что это не просто», — сказал Ахмед. «Я думаю, что это то, что делает это интересно».

Эксперименты в лаборатории Беркли АЛС-который создает рентгеновские лучи и другие виды излучений, поддерживающие много различных типов параллельных экспериментах использовали портативный химический реактор, который сочетает в себе химических веществ, а затем струями их к изучению того, что реагентами образуются в нагретый реактор.

Исследователи использовали луч света, настроенный на определенную длину волны, известные как «вакуумного ультрафиолета» или вуф вырабатывается АЛС, в сочетании с детектором (так называемый reflectron времяпролетный масс-спектрометр) для идентификации химических соединений, выброс из реактора на сверхзвуковых скоростях.

Последнее исследование комбинированных химических радикалов СН3 (метил-алифатический радикал) с C9H7 (ароматические 1-indenyl радикальное) при температуре около 2,105 Фаренгейта, чтобы в конечном счете произвести молекулы ПАУ, известная как нафталин (C10H8), которая состоит из двух, соединенных бензольных колец.

Условия, необходимые для производства нафталина в космосе присутствуют в непосредственной близости от богатых углеродом звезд, отмечено в исследовании.

Реагенты, производимые из двух радикалов, в исследовании отмечается, было предположение, но раньше не была продемонстрирована в высокотемпературной среде из-за экспериментальных трудностей.

«Радикалы-короткоживущие, они реагируют с собой и реагировать с чем-либо еще вокруг них», — сказал Ахмед. «Задача состоит в том, как вы генерировать два радикалы в то же время и в том же месте, в чрезвычайно горячей окружающей среде?’ Мы топили их в реактор, они столкнулись и образовали соединения, и тогда мы выгнали их из реактора».

Kaiser сказали, «в течение нескольких десятилетий, радикал-радикальных реакций были спекулированы, что форма ароматические структуры в пламени сгорания и в глубоком космосе, но там не было много доказательств в поддержку этой гипотезы.» Он добавил: «нынешний эксперимент наглядно предоставляет научные доказательства того, что реакции между радикалами при повышенных температурах образуют ароматические молекулы, такие как нафталин».

В то время как метод, используемый в данном исследовании стремился деталь, как конкретные типы химических соединения образуют в пространстве, исследователи отметили, что методы, используемые может также просветить широкие исследования химических реакций с участием радикалов, подвергающихся воздействию высоких температур, таких как в области материалов химия и синтез материалов.