Свежие новости

События

Исследование ученых поможет объяснить, как во Вселенной появляется строительный материал для планет

Исследование ученых поможет объяснить, как во Вселенной появляется строительный материал для планет

Самарский университет

Результаты исследования помещены на обложку высокорейтингого журнала ChemPhysChem

НИЛ физики и химии горения Мебель Александр Наука Исследования международное сотрудничество сотруднику партнеру
27.03.2019 1970-01-01
Международный коллектив ученых предложил последовательность преобразований стартующих от химического соединения — молекулы трифенилина — к наночастицам графена, саже и углеродной пыли, являющимися строительным материалом для большой части метеоритов.
Коллектив ученых Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева, Международного университета Флориды, Гавайского университета и Национальной лаборатории имени Лоуренса (Беркли) предложил и в ходе эксперимента подтвердил механизмы образования первичного строительного блока для части метеоритов и планет — молекулы трифенилина. Результаты исследования опубликованы в статье "Gas-Phase Synthesis of Triphenylene (C18H12)" и помещены на обложку высокорейтингого журнала ChemPhysChem.
Трифенилин является ключевым элементом, вокруг которого формируется более крупные графеноподобные структуры. Его молекулы постепенно "слипаются" в слоеные наночастицы. Последние, сталкиваясь друг с другом, соединяются в частицы сажи и углеродной пыли. Благодаря силе притяжения пыль собирается в простейшие метеориты — углистые хондриты, а затем в другие, более крупные небесные тела, в том числе планеты.
Эту гипотезу подтвердили квантово-механические расчеты, проведенные коллективом ученых Самарского университета из научно-исследовательской лаборатории "Физика и химия горения", созданной при поддержке мегагранта правительства России "Разработки физически обоснованных моделей горения" (грант № 14.Y26.31.0020). Целью исследований является изучение механизмов образования вредных веществ в камерах сгорания, к которым относятся полиароматические углеводороды (ПАУ), наночастицы и сажа. 
"По сути, мы нашли один из стартовых механизмов реакций, запускающих процесс образования наночастиц, сажи и углеродной пыли как в камерах сгорания двигателей, так и в молекулярных облаках галактик", — говорит руководитель лаборатории "Физика и химия горения" Самарского университета, профессор Международного университета Флориды Александр Мебель
Расчеты показали, что процесс формирования трифенилина может протекать не только в пламенах при высоких температурах, но и в условиях сверхнизких температур в межзвездном пространстве, запуская механизм роста плоских полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) вплоть до наноразмерных частиц. Кроме того, как показывает анализ частиц сажи и залетевших на Землю из космоса углистых хондридов, в их составе содержится весь спектр частиц — начиная от простейших ПАУ до наночастиц графена.
"Наша работа вызвала широкий интерес у научного сообщества не только потому, что мы нашли механизм образования молекулы трифенилина, но и определили все кинетические константы процессов задействованных в этой реакции", — добавил Александр Мебель. По этой причине полученные в ходе исследования данные, уверен профессор Международного университета Флориды, будут востребованы как инженерами-разработчиками для создания экологичных камер сгорания авиационных и автомобильных двигателей, работающих на углеводородных топливах, так и учеными, которые исследуют процессы формирования различных галактических макроструктур из атомно-молекулярных скоплений. 
Для справки
Трифенилен  это полициклический ароматический углеводород, состоящий из четырёх бензольных колец. В рамках исследования международный коллектив ученых показал, как рождается более сложное соединение молекул — трифенилин в реакции фенантренил радикала с винилацетиленом. 
ChemPhysChem — один из ведущих междисциплинарных журналов по физической химии и химической физике. По данным Scimago Journal Rank, журнал имеет самый высокий квартиль Q1 по всем научным областям, определяемым в базе: Chemistry, Physics and Astronomy. По данным Journal Citation Reports, в 2017 году импакт-фактор журнала составил 2.947.