最新研究发现在深空中生成复杂碳分子的新路径学术资讯

这张合成照片展示了一颗富含碳的红色巨型恒星（中间）正在加温一颗系外行星（左下角），以及一条新发现的、这类恒星附近复杂碳化合物形成的叠加路径。

据估计，多环芳烃（PAH）生成了我们银河系中近20%的含碳化合物，而且它们也具有形成二维和三维碳结构所需的化学构件。在地球上，多环芳烃化合物存在于化石燃料燃烧后产生的排放物和烟尘中，同时也可以作为星际纳米粒子的前体，为解开太空中生命化学成分的形成提供研究线索。据美国“物理学网”9月3日消息称，美国能源部下属的劳伦斯·伯克利国家实验室（简称Berkeley Lab）的一个科学家团队在《自然·通讯》杂志8月15日刊发的一篇研究论文中宣布，他们利用一种专门的化学探索技术，发现了一个可能在太空中生成碳结构的新路径。

该研究团队目前已经确定了几条路径，通过这些途径，多环芳烃的环状分子可以在太空中形成。这个最新研究隶属于一个正在进行中的探索项目，该项目旨在追溯导致深空中复杂含碳分子形成的化学步骤。该研究小组的科学家将两种具有高度反应性的化学物质相结合，产生了一串环状的含碳分子。这两种化学物质被称为自由基，因为它们含有未配对的电子。研究结果最终揭示出这些化学过程如何导致了含碳石墨烯型多环芳烃和二维纳米结构的发展和形成——石墨烯是一种只有单原子厚度的碳原子层。最重要的是，该研究表明了一种将五边形分子环与六边形分子环连接起来的方法，以及将五边形分子环转化为六边形分子环的路径，而这就为生成更广泛的大型多环芳烃分子奠定了基础。

该论文共同作者、美国夏威夷大学马诺阿分校（University of Hawaii at Manoa）Ralf I. Kaiser教授解释道:“几十年来，人们一直推测，基之间的反应会在燃烧的火焰和深空中生成芳香结构，但之前并没有太多证据支持这一假设。目前的实验结果清楚地提供了科学证据，证明自由基在高温下的反应确实会形成萘等芳香分子。”

这项研究所使用的探索方法旨在细节上描述，特定类型的化合物是如何在太空中形成的。研究人员指出，该方法还可以启发涉及高温中自由基化学反应的更广泛的研究，比如在材料化学和材料合成两个领域中。

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编译：朱明逸

审稿：三水

责编：唐林芳

期刊来源：《自然·通讯》

期刊编号： 2041-1723

原文链接：

https://phys.org/news/2019-09-reveals-radical-wrinkle-complex-carbon.html