科学家发现新的途径在太空中形成复杂的碳分子

这种复合图像显示了碳富有的红色巨星（中间）的插图，温暖的外延（左下角）和新发现的途径的叠加，这些通路可以使复杂的碳形成在这些恒星附近。

一个科学家团队发现了一种新的可能途径，可以使用能源劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室）的专业化学探索技术在空间中形成碳结构。

该团队的研究现已确定了几个途径，其中振铃分子称为多环芳烃或PAHs，可以在空间中形成。最新的研究是持续努力回溯导致在深空中形成复合碳分子的化学步骤的一部分。

PAHS - 在化石燃料的燃烧中，也发生在地球上 - 从化石燃料燃烧 - 可以为生活在空间中形成的线索作为前身术语纳米粒子。他们估计占总银河系中所有碳的约20％，并且它们需要形成2D和3D碳结构所需的化学积木。

在最新的研究中，通过组合两个称为自由基的高反应性化学物质，研究人员在最新的研究中，研究人员通过组合两种称为自由基的高反应性化学物质产生了一系列响铃的碳分子。该研究最终显示了这些化学过程如何导致含碳石墨烯型PAH和2D纳米结构的发育。石墨烯是一种厚的碳原子层。

重要的是，该研究显示了一种用六面（六边形）分子环连接一个五边形（五角形形）的分子环，并将五边分子环转化为六面环，这是踩踏石更广泛的大型PAH分子。

“这是人们试图在高温下实验衡量但之前没有做过的事情，”伯克利实验室化学科学院科学家Musahid Ahmed说。他在Manoa夏威夷大学的RALF I. Kaiser教授致电伯克利实验室伯克利实验伯克利实验伯克利Lab'Sadvianced光源（ALS）。“我们相信这是另一个可以引起PAH的途径。”

亚历山大M. Mebel教授在佛罗里达州国际大学协助该研究的计算工作。以前的研究团队的研究还确定了几个其他途径，可以在太空中发展。研究表明，生命的化学可能有多种化学路线，以在太空中形成形状。

“这可能是以上，所以它不仅仅是一个，”艾哈迈德说。“我认为这就是让这种有趣的原因。”

伯克利实验室的ALS的实验 - 生产X射线和其他类型的光，支持许多不同类型的同时实验 - 使得包括化学品的便携式化学反应器，然后将它们喷射到研究加热反应器中形成的反应物。

研究人员使用调谐到被称为“真空紫外线”的波长或由ALS产生的VUV的光束，与检测器（称为反射飞行时间质谱仪）耦合，以识别喷射在反应器中的化学化合物超音速速度。

最新的研究将化学基团CH3（脂族甲基自由基）与C9H7（芳族1-茚基）的温度相结合，在约2,105华氏度的温度下最终产生由两种连接的苯（C10H8）的Pah的Pah的分子产生分子戒指。

研究指出，在空间中产生萘的条件存在于富含碳的恒星附近。

从两个基团产生的反应物，研究说明已经理论化，但由于实验挑战，在高温环境中尚未在高温环境中进行。

“激进的是短暂的 - 他们与自己反应并与他们周围的其他任何事情反应，”艾哈迈德说。“挑战是”，你如何在一个极热的环境中同时和同一时间生成两个激进派？“我们将它们加热在反应器中，它们碰撞并形成了化合物，然后我们将它们从反应器中排出。“

Kaiser表示，“几十年来，已经推测了激进的激进反应，以在燃烧火焰和深空中形成芳族结构，但是没有太多证据支持这一假设。”他补充说：“目前的实验清楚地提供科学证据，即升高温度的自由基之间的反应确实形成芳族分子如萘。”

虽然本研究中使用的方法寻求详细介绍空间中的特定类型的化学化合物形式，但研究人员指出，所用方法也可以启发对涉及暴露于高温的自由基的化学反应的更广泛研究，例如在材料化学领域和材料合成。

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Manoa夏威夷大学伯克利实验室的研究人员和佛罗里达州国际大学参加了这项研究。该工作得到了美国能源科学计划的基本能源科学计划和佛罗里达州国际大学的总统奖学金的支持。

高级光源是科学用户设施的DOE办事处。

参考：“通过长环芳烃膨胀通过自由基 - 自由基反应”通过长Zhao，RALF的分子量生长。I. Kaiser，Wenchao Lu，Bo Xu，Musahid Ahmed，Alexander N. Morozov，A. Hasan Howlader和Stanislaw F. Wnuk，2019年8月15日，Nature Communications.Doi：
10.1038 / s41467-019-11652-5