RU EN CN ES
Ученые расшифровали механизм химической реакции, необходимой для развития экологически чистых технологий горения

Ученые расшифровали механизм химической реакции, необходимой для развития экологически чистых технологий горения

Самарский университет

Результаты исследования представлены в Journal of Physical Chemistry Letters

НИЛ физики и химии горения Загидуллин Марсель Азязов Валерий Мебель Александр Публикация Наука Исследования
11.05.2018 2018-05-18
В журнале Journal of Physical Chemistry Letters, где публикуются оригинальные работы в области химии и физики, вышла статья международного коллектива ученых. В публикации описывается открытие механизма образования нафталина — простейшего полициклического ароматического углеводорода (ПАУ). Описанный учеными механизм поможет в создании физически обоснованных моделей горения для конструирования принципиально новых экологичных камер сгорания для газотурбинных двигателей.
 
В Самарском университете продолжаются исследования в рамках мегагранта, выделенного правительством РФ. Работы ведутся под руководством профессора Международного университета Флориды Александра Мебеля. Научная публикация "Исследование механизма образования простейшего полициклического ароматического углеводорода (нафталина) методом фотоионизации" группы ученых Самарского университета, Гавайского университета, Национальной лаборатории Лоуренса Беркли и Международного университета Флориды является важным звеном в развитии данного исследования.
"Полициклические ароматические угеловодороды на Земле являются вредными веществами, образующимися из-за неполного сгорания топлива. Они канцерогенны сами по себе, ведут к образованию сажи, загрязняющей окружающую среду и способствующей глобальному потеплению, — отмечает Александр Мебель. — В то же время в межзвездном пространстве ПАУ являются предшественниками биохимических молекул и важным фактором в химической эволюции во Вселенной. По этим причинам, детальное понимание механизмов образования и роста ПАУ важно, как для развития экологически чистых технологий горения, так и для ответа на вечный вопрос о происхождении жизни". 
В статье, опубликованной в Journal of Physical Chemistry Letters, описывается химическая реакция образования полициклического ароматического углеводорода (нафталина) из фенильного радикала и винилацетилена при высоких температурах, соответствующих условиям пламен или окружения звезд.
Ученые Самарского университета — доктор физико-математических наук, профессор Марсель Загидуллин и главный научный сотрудник НОЦ ФНОС-73, профессор Валерий Азязов рассчитали эту химическую реакцию с помощью теоретического моделирования. Затем их коллеги — химики из Международного университета Флориды, Гавайского университета и Национальной Лаборатории Лоуренса Беркли, подтвердили правильность представленных теоретических расчетов уже в ходе лабораторного эксперимента на вакуумной установке с микрореактором. 
"Эта работа позволила нам понять детали синтеза простейшего из прототипов ПАУ и разработать физически обоснованную и количественно точную модель этого процесса", — заключил Александр Мебель.
 
Для справки
В Самарском университете в рамках мегагранта, выделенного правительством РФ, создается экспериментальная установка для исследования реакций горения. Подобных установок в мире пока всего три — в США (в Беркли и на Гавайях) и в Китае (Хэфей). Задача сотрудников лаборатории Самарского университета под руководством Александра Мебеля — разработать физически обоснованные модели горения на основе получения новых данных о химических процессах горения и характеристик пламен.
Проект направлен на решение злободневной проблемы — предотвращение загрязнения окружающей среды. Международные нормы на эмиссию вредных выбросов постоянно ужесточаются и для обеспечения конкурентоспособности российских производителей нужны новые экологически чистые технологии горения.
Минимизировать образование сажи, канцерогенных веществ необходимо еще на этапе проектирования двигателей внутреннего сгорания, дизеля, газовых турбин, авиационных и ракетных двигателей. А чтобы их минимизировать, нужно понять, как они образуются. Для этого в рамках работы над мегагрантом исследуются соответствующие фундаментальные механизмы.