Mobili versija | Apie | Visos naujienos | RSS | Kontaktai | Paslaugos
 
Jūs esate čia: Pradžia » Visos temos » Mokslas » Chemija

Beveik 100 metų lauktas proveržis chemijos moksle: atrasta labai svarbi nauja cheminių reakcijų klasė

2017-08-21 (0) Rekomenduoja   (20) Perskaitymai (2457)
    Share

Tai naujas chemijos avangardas, galintis paveikti daug gyvenimo sričių.

Mokslininkai atrado naują cheminių reakcijų klasę, nors jos egzistavimas numatytas beveik prieš 100 metų.

Manoma, tai gali atverti naujų variklių dizainų galimybes ir netgi būti panaudota geresniam fundamentalių globalinio atšilimo ir gyvybės genezės sąlygų supratimui.

1956 metais Cyrilas Hinshelwoodas ir Nikolay'us Semenovas buvo apdovanoti Nobelio premija chemijos srityje už darbą ketvirtojo cheminių reakcijų tipo egzistavimo hipotezės srityje.

Bet dar ilgai tyrėjai manė, kad šios reakcijos nėra itin svarbios, tad niekas iki šiol pernelyg jų ir nestudijavo.

Anksčiau svarbiomis buvo laikomos tik trys cheminių reakcijų klasės:

  1. Unimolekulinės reakcijos, kai susidaro ar nutrūksta vieno reagento jungtys.
  2. Bimolekulinės reakcijos, kai susiduria ir reaguoja du regentai.
  3. Termolekulinės asociacijos reakcijos, kai susiduria ir reaguoja du reagentai, o tada su jais susiduria trečioji molekulė, kuri pavagia šiek tiek energijos stabilizavimui.

Naujasis, ketvirtas trijų molekulių reagavimo tipas labai panašus į termolekulinę asociacijos reakciją (trečiąjį reakcijų tipą), bet užuot pašalinusi energiją, trečioji molekulė dalyvauja cheminių jungčių sudaryme ir nutraukime.

„Degimas visados buvo pradinis visų kitų cheminių mechanizmų supratimo taškas,“ sako vyr. tyrėjas Michael Burke iš Kolumbijos universiteto. „Potencialiai gali būti nesuskaitoma daugybė reakcijų, priklausančių šiai naujai klasei, ir veikiančių dujų fazės chemijos modeliavimą.“

„Tai gali paveikti viską, nuo naujų tipų variklių kūrimo iki debesų formavimosi, klimato kaitos, teršalų kitimo, gal netgi cheminių reakcijų, padarančių planetą tinkamą gyvybei, sekos priklausomybės nuo planetų chemijos supratimą. Mūsų atradimas atveria naują galimybių pasaulį.“

Šios naujos reakcijos tipo atradimui vien standartinio eksperimentinės chemijos rinkinėlio nepakako.

Tyrėjai naudojo galingus skaičiavimo metodus, apjungiančius kvantinės chemijos skaičiavimus su kinetinio transportavimo skaičiavimais, kad būtų galima tuo pat metu atlikti reakcijos ir dujų molekulių judėjimo tyrimą.

„Šių skaitmeninio modeliavimo metodų galia – jų suteikiama galimybė žvilgtelėti į agresyvias chemines aplinkas, kurių reagavimo dinamikos tyrinėti negalima eksperimentiškai,“ sako Burke.

„Mūsų skaičiavimai remiasi kompiuteriniais duomenimis, gautais iš pirminių principų: Schrödingerio lygties, fundamentalios kvantinės mechanikos lygties.

„Kombinuodami šiuos duomenis su kitais fizikiniais modeliais, galime tiesiogiai nustatyti vienos reakcijos įtaką iš daugelio, ką atlikti laboratorijoje itin sunku.“

Būtent čia fundamentalūs tyrimai pradeda išspręsti realias technologines problemas.

Grįždami į Žemę, kosminiai aparatai labai įkaista. Burke svarsto, kad ši ketvirtoji reakcijų klasė gali veikti karščio perdavimą aparatui, darydamos stiprų pašalinį poveikį terminės apsaugos sistemoms, saugančioms į Žemę grįžtančius astronautus ir krovinius.

„Jau seniai žinoma, kad daug dujų fazės jungimosi reakcijų labai neefektyvios, nes pradinė susidaranti molekulė gyvuoja nepakankamai ilgai… ir tiesiog suyra…“ sako su tyrimu nesusijęs mokslininkas Williamas H. Greenas iš MIT.

Kita tyrimo stadija – naujas žinias apie trijų molekulių reakciją panaudoti bendrų teorijų, padedančių paaiškinti svarbius neatsakytus planetų mokslų ir degimo aplinkų klausimus.

Tyrimas publikuotas Nature Chemistry .

Andrew Stapleton

Verta skaityti! Verta skaityti!
(21)
Neverta skaityti!
(1)
Reitingas
(20)
Komentarai (0)
Komentuoti gali tik registruoti vartotojai
Komentarų kol kas nėra. Pasidalinkite savo nuomone!
Naujausi įrašai

Įdomiausi

Paros
62(7)
43(7)
40(1)
36(1)
24(0)
24(3)
23(0)
22(0)
18(1)
17(7)
Savaitės
105(1)
88(4)
88(0)
Mėnesio
150(27)
147(12)
142(22)
106(0)
101(19)