Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Умирающие звезды заподозрили в «засеве» космоса углеродными нанотрубками
Среди металлов — а так астрофизики называют всю таблицу Менделеева, за исключением водорода и гелия — углерод занимает второе место после кислорода по распространенности во Вселенной. Что любопытно, даже в межзвездном пространстве этот элемент встречается в самых разных формах, многие из которых требуют весьма специфических условий формирования. Один из наиболее вероятных способов появления фуллеренов и углеродных нанотрубок в открытом космосе выявили американские ученые.
Описание исследования и результаты экспериментов команда специалистов из Аризонского университета (США) представила 16 июня, на 240-й встрече Американского астрономического общества в Пасадене (Калифорния). Соответствующая полноценная научная работа еще не опубликована, но уже рецензируется журналом Journal of Physical Chemistry A.
Разнообразие аллотропических модификаций углерода — то есть простых веществ одного химического элемента — поистине чудесно. В случае элемента, служащего основой всей органической химии, известно порядка десятка таких форм. И каждая из них радикально отличается от остальных по физическим и химическим свойствам. Следовательно, находит самое разнообразное применение как в природе, так и в человеческой деятельности. Графит и алмаз используются в повседневной жизни людей и в промышленности. Фуллерены и нанотрубки способны стать базой прорывных разработок в медицине, технике и фундаментальных исследованиях.
Различные аллотропические модификации углерода распространены не только на Земле, но и встречаются в космосе повсеместно. Как возникают графит и алмаз — науке известно, а вот каким образом формируются состоящие из десятков или даже сотен атомов молекулы фуллеренов вне лабораторий — вопрос до сих пор не до конца решенный.
До недавнего времени существовало несколько предполагаемых механизмов образования таких молекул в природе. Один из них три года назад предложил ведущий автор нового исследования Джейкоб Бернал (Jacob Bernal) вместе с коллегами. Ученые обнаружили, что при симуляции условий, которые возникают в образовавшихся вокруг умирающих звезд туманностях, часть атомов углерода образует наиболее распространенные фуллерены — C60.
Эти молекулы еще называют бакиболлами или бакминстерфуллеренами. Они представляют собой шары из 60 атомов углерода, формирующие два десятка шестиугольников и 12 пятиугольников, из которых получается своеобразный мячик. Иногда фуллерены содержат включения других элементов в свою структуру или даже буквально запирают какие-нибудь атомы внутри собственной полости.
Последнее явление позволяет ученым в некоторых случаях узнавать изотопный и химический состав древних атмосфер планет. Хотя C60 — самый распространенный фуллерен, существуют стабильные молекулы и C20, и C70, и даже более чем с сотней атомов углерода.
Помимо шара, фуллерены могут принимать довольно разнообразные формы — от луковиц до цилиндров с закругленными торцами. Да, углеродные нанотрубки — тоже фуллерены, просто из-за сильно отличающихся свойств их выделяют в отдельную аллотропическую модификацию.
На основе предыдущего исследования бакиболлов команда Бернала решила проверить гипотезу, согласно которой C60 формируется в окрестностях умирающих звезд не один. Фактически американские ученые повторили свой эксперимент с несколькими модификациями. Одной из них, судя по всему, была более подробная спектроскопия. Поскольку на этот раз удалось обнаружить не только шарообразные фуллерены, но и углеродные нанотрубки. Они формировались при нагреве карбида кремния (SiC) в вакууме до 1050 градусов. Сначала атомы углерода отделялись от кремния и формировали бакиболлы, но уже через минуту эти структуры начинали сворачиваться в цилиндры.
Во время эксперимента наблюдались нанотрубки длиной порядка трех-четырех нанометров, часто они были многослойными, а самые объемные состояли из четырех вложенных друг в друга цилиндров. Число атомов углерода в этих молекулах легко превышало тысячу штук.
Причем нередко еще до окончания формирования нанотрубки отрывались от поверхности образца из карбида кремния и улетали в окружающее пространство. По мнению исследователей, это может быть основным механизмом, объясняющим наличие цилиндрических фуллеренов в открытом космосе.
Сам по себе феномен сложных молекул углерода в межзвездном пространстве открыли недавно, порядка пяти лет назад. До этого внеземные фуллерены встречались лишь на метеоритах. Предполагается, что бакиболлы и нанотрубки должны в заметных количествах находиться на кометах и астероидах.
Проверить эту гипотезу у команды Бернала получится в следующем году, когда на Землю прибудет капсула с образцом вещества (101955) Бенну, который собрал аппарат OSIRIS-REx. Аризонский университет в лице Lunar and Planetary Laboratory выступает ключевым партнером миссии, отвечая за научные исследования и обработку полученных данных.
Telegram 
Дзен 
VK В разрыве протопланетного диска звезды WISPIT 2 ученые разглядели зарождающуюся планету. Это уже второй гигант в этом формирующемся «семействе», что делает его крайне похожим на молодую Солнечную систему.
Жизнь в суровых условиях вечной мерзлоты — вызов даже для бактерий. Для нее требуются уникальные адаптации к холоду и другим стрессовым факторам. В новом исследовании ученые МФТИ с коллегами описали белки Exiguobacterium sibiricum — бактерии, найденной в многолетнемерзлых породах на северо-востоке Сибири. Исследователи выяснили, как набор белков в мембране микроба зависит от температуры, при которой его культивируют.
Десятки странных архитектурных структур, обнаруженных в тропических лесах Юкатана, когда-то были не ритуальными сооружениями майя, а рынками с рядами прилавков, пришли к выводу археологи.
В разрыве протопланетного диска звезды WISPIT 2 ученые разглядели зарождающуюся планету. Это уже второй гигант в этом формирующемся «семействе», что делает его крайне похожим на молодую Солнечную систему.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
За 10 лет лежания в почве сигаретные фильтры не растворились, а лишь замаскировались под грязь. Их пластиковые волокна распались на микрочастицы, намертво склеились с минералами и превратились во вторичный микропластик. Более того, на пятом году гниения мусор начал отравлять землю с новой силой.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии