“研究人员采用实验室做法实时测量自由基 推动制造更清洁的内燃机”

世界汽车苯环( c6h6)是一种苯分子结构，平面正六角形，由6个碳原子和6个氢原子组成。 近半个世纪以来，天体物理学家和有机化学家一直在寻找苯环的起源。

天体物理学家表示，苯环可能是多环芳烃或多环芳烃的基本组成部分，多环芳烃是死的富含碳恒星爆炸形成的最基本的材料。 这些环状物质最终形成最早形式的碳。 一位科学家说，这些分子前体与地球上最早的生命形成有关。 但是，多环芳烃也会发展成原油精炼厂背后的工业工艺和燃气发动机内部运行排放的多环芳烃烟尘等有毒空气体污染物等，带来负面影响。

(图片来源:美国航天局)

早期宇宙中的恒星是如何形成第一个苯环的？ 将苯环变成烟尘粒子污染物的内燃机的化学反应是如何发生的？ 长期以来，科学家们一直对这些问题感到困惑。

据外国媒体报道，近日，劳伦斯国立伯克利研究所( lawrenceberkeleynationallaboratory )、夏威夷大学马诺阿分校( university of hawaii at manoa )、 佛罗里达国际大学( florida international university ) )的研究者首次在太空条件下，实时测量自由基，即不稳定粒子发生的反应，推动了基本碳原子和氢原子聚集形成原始苯环。

研究人员说这个发现是了解宇宙随着碳化合物的生长是如何进化的关键。 此外，它还有助于在汽车领域制造更清洁的内燃机。 炔丙基烷基( c3h3 )由于容易失去电子，具有非常强的反应性，因此几十年来被认为与煤烟的形成有关。 研究人员认为，重组两个炔丙基烷基( C3H3 ) +C3H3 ) )生成了最初的芳香环苯。

这项研究首次在天体化学和燃烧条件下演示了“自由基炔属自身反应”。 研究人员使用高温、硬币大小的反应器“热射流”模拟了内燃机内部的高压高温环境和土星卫星泰坦( titan )富含烃的大气，注意了由被导入苯环的两个丙醇形成同位素。 其中，同源异构体是具有相同化学式但不同原子结构的分子。

10年前，伯克利实验室化学科学部的资深科学家musahid ahmed在伯克利实验室的高级光源( als )同步加速器实验中使用过过热喷嘴技术。 该技术依赖于真空紫外( vuv )光谱，可以检测出单一的同源异构体。 als是一种叫做同步加速器的粒子加速器，能产生从红外线到x射线的极其明亮的光束。 另外，利用该技术在大型多环芳烃和粉煤灰形成之前阻止了炔丙基醇的自身反应。

研究人员相信，这项技术将有助于未来更清洁的内燃机的生产。 据一些分解师称，用电动汽车( ev )代替以前流传下来的燃料汽车可能需要25年。 这是因为拥有更高效的燃气发动机仍然很重要。 此外，在飞机和混合动力电动汽车的气体动力部件上安装更清洁的内燃机也有助于减少二氧化碳排放量。