โมเลกุลรูปลูกฟุตบอลเกิดขึ้นในจักรวาลอย่างไร

27 มี.ค. 2023 (ข่าวนาโนเวิร์ค) เป็นที่สงสัยกันมานานแล้วว่าฟูลเลอรีนและอนุพันธ์ของฟูลเลอรีนอาจก่อตัวขึ้นตามธรรมชาติในจักรวาล เหล่านี้คือโมเลกุลคาร์บอนขนาดใหญ่ที่มีรูปร่างเหมือนลูกฟุตบอล ชามสลัด หรือท่อนาโน ทีมนักวิจัยนานาชาติที่ใช้แหล่งกำเนิดแสงซินโครตรอน SLS ของสวิสที่ PSI ได้แสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยานี้ทำงานอย่างไร ผลลัพธ์เพิ่งได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร การสื่อสารธรรมชาติ (“การสังเคราะห์เฟสก๊าซของ C40 นาโนโบวล์ ซี40H10"). (กราฟิก: Shane Goettl/Ralf I. Kaiser) “เราเป็นละอองดาว เราเป็นสีทอง เราเป็นคาร์บอนอายุหลายพันล้านปี” ในเพลงที่พวกเขาแสดงที่ Woodstock วง Crosby, Stills, Nash & Young ของสหรัฐฯ ได้สรุปสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้นจาก: ฝุ่นดาว ใครก็ตามที่มีความรู้ด้านดาราศาสตร์เพียงเล็กน้อยสามารถยืนยันคำพูดของกลุ่มลัทธิอเมริกาได้ ทั้งดาวเคราะห์และมนุษย์เราประกอบขึ้นจากฝุ่นจากซุปเปอร์โนวาที่เผาไหม้และสารประกอบคาร์บอนที่มีอายุหลายพันล้านปี จักรวาลคือเครื่องปฏิกรณ์ขนาดยักษ์ และการเข้าใจปฏิกิริยาเหล่านี้หมายถึงการเข้าใจจุดกำเนิดและพัฒนาการของเอกภพ – และที่มาของมนุษย์ ในอดีต การก่อตัวของฟูลเลอรีนและอนุพันธ์ของฟูลเลอรีนในเอกภพยังคงเป็นปริศนา โมเลกุลคาร์บอนเหล่านี้มีรูปร่างเหมือนลูกฟุตบอล ชาม หรือท่อขนาดเล็ก ถูกสร้างขึ้นครั้งแรกในห้องปฏิบัติการในช่วงปี 1980 ในปี 2010 กล้องโทรทรรศน์อวกาศอินฟราเรด Spitzer ค้นพบ C60 โมเลกุลที่มีรูปร่างลักษณะคล้ายลูกฟุตบอลหรือที่เรียกว่า บัคกี้บอล ในเนบิวลาดาวเคราะห์ Tc 1 ดังนั้น โมเลกุลเหล่านี้จึงเป็นโมเลกุลที่ใหญ่ที่สุดที่ถูกค้นพบจนถึงปัจจุบัน ซึ่งทราบว่ามีอยู่ในเอกภพนอกระบบสุริยะของเรา แต่พวกเขาไปก่อตัวที่นั่นได้อย่างไร? ทีมนักวิจัยจากโฮโนลูลู (สหรัฐอเมริกา) ไมอามี (สหรัฐอเมริกา) และเทียนจิน (จีน) ได้เสร็จสิ้นขั้นตอนปฏิกิริยาที่สำคัญในการก่อตัวของโมเลกุลแล้ว โดยได้รับการสนับสนุนจาก PSI และลำแสงอัลตราไวโอเลตสุญญากาศ (VUV) ของแสงซินโครตรอน แหล่งที่มา Swiss SLS “PSI นำเสนอสิ่งอำนวยความสะดวกในการทดลองที่ไม่เหมือนใคร และนั่นคือเหตุผลที่เราตัดสินใจร่วมมือกับ Patrick Hemberger ที่ PSI” Ralf Kaiser จากมหาวิทยาลัยฮาวายในโฮโนลูลู นักวิจัยระดับนานาชาติชั้นนำในสาขานี้กล่าว

เครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กสำหรับฟูลเลอรีน

Patrick Hemberger นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานเกี่ยวกับลำแสง VUV ที่ PSI ได้สร้างเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กสำหรับสังเกตการก่อตัวของฟูลเลอรีนแบบเรียลไทม์ อนุมูลโคแรนนูลีน (C20H9) ถูกสร้างขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์ที่อุณหภูมิ 1,000 องศาเซลเซียส โมเลกุลนี้ดูเหมือนชามสลัดราวกับว่ามันถูกผ่าออกจากซี60 บัคกี้บอล อนุมูลนี้มีปฏิกิริยาสูง ทำปฏิกิริยากับไวนิลอะเซทิลีน (C4H4) ซึ่งวางชั้นของคาร์บอนไว้บนขอบชาม “เมื่อทำขั้นตอนนี้ซ้ำหลายๆ ครั้ง โมเลกุลจะเติบโตเป็นปลายสุดของท่อนาโน เราสามารถสาธิตปรากฏการณ์นี้ในการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ได้” Alexander Mebel ศาสตราจารย์ด้านเคมีแห่ง Florida International University และหนึ่งในผู้เขียนรายงานอธิบาย แต่นั่นไม่ใช่เป้าหมายเดียวของนักวิจัย: "เราต้องการแสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยาประเภทนี้เป็นไปได้ทางร่างกาย" Ralf Kaiser กล่าวเสริม ปฏิกิริยาทำให้เกิดไอโซเมอร์ที่แตกต่างกัน – โมเลกุลที่มีมวลเท่ากัน แต่มีโครงสร้างต่างกันเล็กน้อย ด้วยแมสสเปกโตรเมตรีมาตรฐาน ตัวแปรทั้งหมดเหล่านี้สร้างสัญญาณเดียวกัน แต่ผลลัพธ์จะแตกต่างออกไปเมื่อใช้โฟโตอิเล็กตรอนโฟโตอิออนบังเอิญสเปกโทรสโกปี ซึ่งเป็นวิธีการที่ทีมงานนำมาใช้ “ด้วยเทคนิคนี้ โครงสร้างของเส้นโค้งการวัดช่วยให้สามารถสรุปผลเกี่ยวกับไอโซเมอร์แต่ละตัวได้” Patrick Hemberger อธิบาย

ไขปริศนาของโมเลกุลรูปทรงลูกฟุตบอลสุดคลาสสิค

Ralf Kaiser กล่าวว่า "จักรวาลประกอบด้วยโมเลกุลและปฏิกิริยาเคมีที่ป่าทึบ - ไม่ใช่ทั้งหมดที่สามารถจำแนกได้อย่างชัดเจนในสัญญาณจากกล้องโทรทรรศน์" Ralf Kaiser กล่าว เรารู้แล้วจากแบบจำลองว่าทั้งโคแรนนูลีนและไวนิลอะเซทิลีนมีอยู่จริงในเอกภพ ตอนนี้สามารถยืนยันได้ว่าโมเลกุลเหล่านี้ก่อตัวเป็นส่วนประกอบของฟูลเลอรีน “นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมการทดลองที่ PSI จึงมีค่ามากสำหรับเรา” แต่การตีพิมพ์ที่ประสบความสำเร็จใน การสื่อสารธรรมชาติ ไม่ใช่ตอนจบของเรื่อง นักวิจัยต้องการทำการทดลองเพิ่มเติมเพื่อทำความเข้าใจว่าบัคกี้บอลคลาสสิกก่อตัวขึ้นในจักรวาลได้อย่างไร พร้อมกับโมเลกุลฟูลเลอรีนรูปลูกฟุตบอลที่มีอะตอมของคาร์บอน 60 อะตอม และท่อนาโนขนาดเล็กที่มีอะตอมมากกว่า

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• เพลโตบล็อคเชน Web3 Metaverse ข่าวกรอง ขยายความรู้. เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62682.php