VILNIUS, spalio 19 — Sputnik. Samaros universiteto mokslininkai kartu su užsienio kolegomis atrado anksčiau nežinomus molekulių augimo mechanizmus — tai padės sukurti ekologiškas ir energiją taupančias degimo kameras aviacijos, laivų statybos ir pramonės dujų turbinų varikliams, pranešė universiteto spaudos tarnyba. Neplaninių policiklinių aromatinių angliavandenilių (PAH) susidarymo mechanizmas aprašytas straipsnyje "Physical Chemistry Chemical Physics".
Aromatiniai cheminiai junginiai yra vieni iš kenksmingų teršalų ir jų yra bet kurio variklio, naudojančio angliavandenilių kurą, išmetamosiose dujose. Dažnai pastebima, kaip iš automobilių išmetamųjų vamzdžių sklinda juodi dūmai — tai suodžių dalelės, susidarančios iš aromatinių šešių (C6) ir penkių narių (C5) angliavandenilių.
Suodžių susidarymas prasideda nuo paprasčiausio aromatinio junginio — benzeno. Užbaigus naujus šešiabriaunius žiedus susidaro plokščios struktūros (kaip ir dvimatė grafeno medžiaga). Jei prie jų prisijungia penkių narių žiedai, pažeidžiama plokščioji konstrukcijos forma. Neplaniniai PAH randami tiek tarpžvaigždinėje erdvėje (pavyzdžiui, meteorituose), tiek sausumos sąlygomis — tarp degimo produktų, orlaivių ir automobilių variklių degimo kamerose.
Samaros universiteto darbuotojai, vadovaujami Tarptautinio Floridos universiteto profesoriaus Aleksandro Mebelio kartu su Rusijos vyriausybe, įgyvendindami šį tyrimą, kuria eksperimentinę degimo reakcijų tyrimo sistemą.
"Deja, daugelis egzistuojančių eksperimentinių metodų netaikomi greitoms reakcijoms, kurių temperatūra yra iki 2000 laipsnių Celsijaus, pasiekiama šiuolaikinių variklių degimo kamerose, tirti. Naudojome aukštos temperatūros mikroreaktorių, kuriame prasideda mus dominančios reakcijos, imdami mėginius molekuliniame pluošte ir analizuodami juos fotojonizacijos metu masės spektrometru", — RIA Novosti pasakojo Samaros universiteto vyriausiasis tyrėjas Valerijus Azijazovas.
Naudodamiesi teoriniais ir eksperimentiniais tyrimais, mokslininkai išsiaiškino, kaip penkių narių žiedas PAH prisijungia prie šešiabriaunio, o tai savo ruožtu lemia PAH išsiskyrimą iš plokštumos.
Anksčiau buvo manoma, kad PAH susidarymui ir augimui būtina tik aukštos temperatūros aplinka, aukštesnės nei 700 laipsnių Celsijaus, kuri yra orlaivių ir automobilių variklių degimo kamerose, taip pat kai kurių žvaigždžių apvalkaluose. Vis dėlto Samaros universiteto mokslininkai įrodė, kad PAH gali susidaryti ir esant labai žemai temperatūrai planetų ir jų palydovų, kuriuose gausu angliavandenilių, atmosferose, tokiose kaip, pavyzdžiui, Saturno palydovas Titanas (–183 laipsnių Сelsijaus).
Mokslininkai taip pat apskaičiavo reakcijos greitį, kurį galima panaudoti modeliuojant ir plėtojant suodžių ir PAH augimo kinetinius modelius orlaivių kuro degimo kamerose.
Ateityje komanda planuoja atskleisti išsamius reakcijos mechanizmus, lemiančius aromatinių junginių išsiplėtimą. Anot mokslininkų, jų gauti duomenys bus naudojami kuriant aviacijos, laivų statybos ir pramonės dujų turbinų variklius.