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校園生活：在太空中形成復(fù)雜碳分子時(shí)的激進(jìn)皺紋

來(lái)源:教育資源網(wǎng) ? 發(fā)布時(shí)間:2021-07-11 06:08:25 ? 點(diǎn)擊:725
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一組科學(xué)家在能源部勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(伯克利實(shí)驗(yàn)室)使用專門的化學(xué)探測(cè)技術(shù)發(fā)現(xiàn)了一種新的可能的通向空間形成碳結(jié)構(gòu)的途徑。

該團(tuán)隊(duì)的研究現(xiàn)在已經(jīng)確定了幾種途徑，在這種途徑中，被稱為多環(huán)芳烴(PAHs)的環(huán)狀分子可以在太空中形成。最新研究是一項(xiàng)持續(xù)努力的一部分，旨在追溯導(dǎo)致在深空形成復(fù)雜含碳分子的化學(xué)步驟。兒童 科普

多環(huán)芳烴 - 也可以在地球上發(fā)生的排放和化石燃料燃燒產(chǎn)生的煙塵 - 可以為太空中生命化學(xué)的形成提供線索，作為星際納米粒子的前體。據(jù)估計(jì)，它們占我們星系中所有碳的約20%，并且它們具有形成2D和3D碳結(jié)構(gòu)所需的化學(xué)構(gòu)建塊。

在Nature Communications上發(fā)表的最新研究中，研究人員通過(guò)結(jié)合兩種高活性化學(xué)物質(zhì)(稱為自由基)產(chǎn)生了一系列環(huán)狀含碳分子，因?yàn)樗鼈兒胁怀蓪?duì)的電子。該研究最終展示了這些化學(xué)過(guò)程如何導(dǎo)致含碳石墨烯型PAHs和2D納米結(jié)構(gòu)的發(fā)展。石墨烯是一個(gè)原子厚的碳原子層。

重要的是，該研究顯示了一種將五面(五邊形)分子環(huán)與六面(六邊形)分子環(huán)連接起來(lái)的方法，并將五面分子環(huán)轉(zhuǎn)換為六面環(huán)，這是一種墊腳石更廣泛的大PAH分子。

伯克利實(shí)驗(yàn)室化學(xué)科學(xué)部科學(xué)家Musahid Ahmed說(shuō)：“這是人們?cè)噲D在高溫下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量但以前沒(méi)有做過(guò)的事情。”他曾在夏威夷大學(xué)馬諾阿分校的Ralf I. Kaiser教授領(lǐng)導(dǎo)伯克利實(shí)驗(yàn)室先進(jìn)光源(ALS)的化學(xué)混合實(shí)驗(yàn)?！拔覀兿嘈胚@是另一條可以產(chǎn)生多環(huán)芳烴的途徑?！?/p>

佛羅里達(dá)國(guó)際大學(xué)的Alexander M. Mebel教授協(xié)助該研究的計(jì)算工作。同一研究小組以前的研究也確定了PAH在太空中發(fā)展的其他途徑。研究表明，生命化學(xué)可能有多種化學(xué)途徑可以在太空中形成。

“它可能就是上述所有，所以它不僅僅是一個(gè)，”艾哈邁德說(shuō)?！拔艺J(rèn)為這就是讓它變得有趣的原因。”

伯克利實(shí)驗(yàn)室的ALS(生產(chǎn)X射線和其他類型的光支持許多不同類型的同時(shí)實(shí)驗(yàn))的實(shí)驗(yàn)使用了一種便攜式化學(xué)反應(yīng)器，它結(jié)合了化學(xué)物質(zhì)，然后將它們噴出來(lái)研究加熱反應(yīng)器中形成的反應(yīng)物。

研究人員使用光束調(diào)諧到稱為“真空紫外線”的波長(zhǎng)或由ALS產(chǎn)生的VUV，再加上一個(gè)探測(cè)器(稱為反射飛行時(shí)間質(zhì)譜儀)，以識(shí)別從反應(yīng)堆噴出的化學(xué)物質(zhì)。超音速。

最新研究將化學(xué)基團(tuán)CH3(脂肪族甲基)與C9H7(芳族1-茚基)在約2,105華氏度的溫度下結(jié)合，最終產(chǎn)生PAH分子，稱為萘(C10H8)，由兩個(gè)連接的苯組成戒指。

研究指出，在太空中生產(chǎn)萘所需的條件存在于富碳恒星附近。

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