Механизм образования органических молекул под действием удара

Сложные молекулы на основе углерода повсюду в Космосе. Сколько из этих молекул образовано, до сих пор остается загадкой, особенно для молекул углерода, образованных природой на исконной Земле, давшей начало жизни на этой планете.

Механизм образования органических молекул под действием удара

Исследователи из Лос-Аламосской национальной лаборатории, используя технику сжатия с лазерным управлением и исследование дифракции рентгеновских лучей на Стэнфордском линейном ускорителе (SLAC) в Калифорнии, недавно обнаружили механизм образования сложных углеродных пластинчатых твердых молекул в жидкости. бензол, обычный углеводород, который может разгадать загадку образования углерода.

«Используя измерения дифракции рентгеновских лучей и малоуглового рассеяния рентгеновских лучей жидкого бензола, подвергшегося шоку до 55 гигапаскалей (примерно восемь миллионов фунтов на квадратный дюйм), мы смогли увидеть образование и кристаллическую структуру продуктов реакции, вызванных ударным воздействием, в наносекундных временных масштабах, — сказала главный исследователь проекта Дана Даттельбаум. «Химические реакции в бензоле в этих экстремальных условиях привели к сложной смеси продуктов, состоящей из новых углеродных и углеводородных аллотропов».

В этом исследовании исследователи использовали лазер для сотрясения образца бензола и синхронизировали когерентный импульсный рентгеновский зонд от рентгеновского лазера на свободных электронах Linac Coherent Light Source в SLAC, чтобы получить структуру продуктов, образующихся при трансформации бензола под ударной нагрузкой. Исследование, в котором использовались рентгеновские лучи высокой яркости, чтобы «заглянуть» внутрь материалов, опубликованных сегодня в журнале Nature Communications, обнаружило расширенные пластинчатые структуры углерода в кластерах, похожих на взрывчатые вещества.

«Понимание химической реакционной способности, разрыва связей и образования продуктов связано с пониманием того, как взрывчатые вещества инициируют и выделяют энергию. Подобная работа помогает лаборатории лучше понять механизмы и кинетику химических реакций в экстремальных условиях, связанных с планетным воздействием, взрывчатыми веществами. применение детонации и ядерного оружия для разработки прогнозных моделей», — сказал Даттельбаум.

«Открытие новых форм углерода и смесей аллотропов, образовавшихся в этих экстремальных условиях, возможность впервые исследовать оптически непрозрачные условия с помощью рентгеновских лучей в реакциях, вызванных шоком, во многих отношениях было святым Граалем, восходящим к раннему шоку. физическая работа, начатая с Манхэттенского проекта», — добавил Даттельбаум.

Источник — Газета Daily.

Газета «DAILY» — Новости России и мира