Karbonsuz Arabaların Anahtarı mı? Yıldızlara Bakın!
Fotoğraf : Bir süpernova patlamasının illüstrasyonu. Bu tür dönen madde kütleleri, bazı bilim adamlarına göre Dünya’daki en eski yaşam biçimlerinin sentezine bağlı olduğunu söylediği, moleküllerin öncüleri olan en eski karbon formlarını şekillendirdi.
Neredeyse yarım yüzyıldır, astrofizikçi ve organik kimyacılar C6H6 -6 karbon ve 6 hidrojenden oluşan, mükemmel, hekzagonal bir molekül olan benzen halkası- arayışındalar.
Astrofizikçiler, benzen halkasının polisiklik aromatik hidrokarbonların(PAH) temel yapıtaşı olabileceğini söylüyor. En temel materyaller karbonca bol, ölen yıldızların patlamasından oluşur. Fırıl fırıl dönen maddenin kütlesi en sonunda karbonun en erken formları şekline gelir- moleküllerin öncülleri bazı bilim insanlarına göre dünyanın erken yaşlarındaki yaşam formlarının senteziyle bağlantılıdır.
Çelişkili bir biçimde, PAH’ların karanlık tarafı da var. Ham petrol rafinerileri ve gaz ile çalışan yanma motorlarının içlerinin endüstriyel proseslerinde PAH’lar salınarak, kurum gibi toksik hava kirleticiler ile birleşip kartopu gibi çevreye atılmasına sebep olabilir.
Erken evrende yıldızlardaki benzen halkasının nasıl oluştuğu tamı tamına bu şekildedir- ve yanma motorlarında benzen halkası kimyasal tepkimeyi tetikleyerek kirletici kurum parçacıklarına çevirir- uzun zamandır bilim adamlarından gizlenmiştir.
Ancak şu an, Manoa’daki Hawaii Üniversitesi ve Florida Ulusal Üniversitesi ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarındaki Araştırmacılar, ilk gerçek zamanlı ölçümü laboratuvar bazlı yöntemlerle, serbest radikal adlı kararsız parçacıkların kozmik koşullarda tepkimesiyle, elemental karbon ve hidrojen atomlarının birleşerek birincil benzen halkalarının oluşumunu sağladığını ispat ettiler.
Araştırmacılar, yakınlarda Science Advances dergisinde yayımlanan bulgularında, evrenin nasıl evrildiğini anlamak için karbon bileşiklerinin gelişiminin anahtar olduğunu söylüyor. Bu anlayış ayrıca araba endüstrisinde daha temiz yanma motorları konusunda yardımcı olabilir.
Propargil radikali adı verilen (C3H3) bir tip serbest radikal elektron verme eğilimine bağlı olarak çok reaktiftir ve on yıllardır kurum oluşumuna katkısı olduğu düşünülmektedir. Araştırmacılar iki serbest propargil radikalinin, C3H3. +C3H3, ilk aromatik halka benzeni meydana getirdiğine inanıyor.
Mevcut çalışma ise “radikal propargil öztepkimesi” adında astrokimyasal ve yanma koşullarında ilk gösterimdir. Yüksek sıcaklıkta, madeni para boyutunda “sıcak nozul” adı verilen kimyasal reaktör kullanarak, bir içten yanmalı motorun içindeki yüksek sıcaklıklı ortamın yanı sıra Satürn’ün uydusu Titan’ın hidrokarbon bakımından zengin atmosferini simüle ettiler ve gözlemlediler. Gözlemleri ise iki propargil radikalinden benzen halkasına giden izomerlerin (aynı kimyasal formüle sahip ancak farklı atomik yapılara sahip moleküller) oluşumudur.
Berkeley Laboratuarı’nın Kimya Bilimi Bölümü’nde kıdemli personel ve bilim adamı olan yazar Musahid Ahmed’in 10 yıl önce Berkeley Laboratuarı’nın Gelişmiş Işık Kaynağında (ALS) senkrotron deneyleri için uyarladığı sıcak nozul tekniği, vakum ultraviyole (VUV) spektroskopisine dayanır. ALS, kızılötesinden X ışınlarına kadar değişen son derece parlak ışık demetleri üreten bir senkrotron olarak bilinen bir tür parçacık hızlandırıcıdır.
Araştırmacılar, daha büyük PAH’lar ve müteakip kurum oluşumundan hemen önce mikrosaniyeler içinde ortaya çıkan propargil radikal kendi kendine reaksiyonu durdurmak için tekniği yönlendirdi.
Zorlayıcı sonuç, Manoa’daki Hawaii Üniversitesi’nde kimya profesörü olan kıdemli yazar Ralf Kaiser tarafından yürütülen deneylerden ve Florida Uluslararası Üniversitesi’nde kimya profesörü olan kıdemli yazar Alexander Mebel tarafından formüle edilen kuantum kimya simülasyonlarından elde edilen tahminleri desteklemektedir.
Bulgunun bir gün daha temiz yanmalı motorlara yol açabileceğine inanıyorlar. Bazı analistler, daha verimli gaz motorlarına sahip olmanın hala önemli olduğunu söylüyor, çünkü tüm benzinli araç filosunu elektrikli araçlarla (EV’ler) değiştirebilmemiz için 25 yıl daha geçmesi gerekebilir. Ayrıca, uçakları ve fişe takılan hibrit EV’lerin gazla çalışan bileşenini daha temiz yanmalı motorlarla donatmak, iklim değişikliğine katkıda bulunan CO2 salınımının azaltılmasına yardımcı olabilir.
Ahmed, PAH büyümesini incelemek için kullanılan yöntemleri genişletmeyi ve suyun tuzdan arındırılması ve çevre bilimi gibi DOE misyonuyla ilgili diğer sistemleri araştırmayı planladığını açıkladı.
Ahmed, “Ayrıca, simetrinin ardındaki sırlara dair doğanın en büyük ipuçlarından biri olan bir bucky küresi, C60‘ı yakalamak istiyoruz” dedi.
Kaiser, araştırmalarının, astronomların evrenin bir karbon haritasını çizmesine ve DNA’nın karbon çerçevelerinin arkasındaki kozmik kökenlere odaklanmasına yardımcı olabileceğini ekledi.
Kaynak: phys.org
