Эти комбинированные экспериментальные и теоретические результаты служат критическим ориентиром для дальнейших расчетов и модельных предсказаний всего семейства химических реакций воспламенения. Более точные модели ускорят производство все более эффективных двигателей внутреннего сгорания и обеспечат научную основу для принятия политических решений относительно воздействия изменения климата на нашу национальную безопасность.Чистая реакция горения на бумаге очень проста: кислород реагирует с углеводородами с образованием воды и углекислого газа.
Однако сложные детали того, как все связи разрываются и образуются во время реакции, чрезвычайно сложны. Исследователи прямо сейчас обнаружили важный, давно постулированный, но неуловимый фрагмент загадки горения — гидропероксиалкильные радикалы, также называемые промежуточными соединениями QOOH.
Этот промежуточный продукт получается в результате того, что связанный кислород отрывает атом водорода от углерода, окисляет органическое соединение и оставляет после себя углеродно-центрированный радикал. Эти частицы и их взаимодействие с кислородом ответственны за радикальные цепные реакции, поддерживающие самовоспламенение или ранние стадии процесса горения в транспортных средствах.
Кроме того, эти вещества участвуют в процессах атмосферного окисления, которые могут образовывать соединения с низкой летучестью, которые обычно конденсируются с образованием аэрозольных частиц.Исследователи непосредственно наблюдали и измеряли кинетику интермедиата QOOH при окислении 1,3-циклогептадиена, молекулы, которая дает представление как о резонансно-стабилизированных (делокализованных электронах), так и о нестабилизированных радикальных интермедиатах.
Результаты показывают, что резонансная стабилизация резко изменяет реакционную способность QOOH и, следовательно, что окисление ненасыщенных органических соединений (углеводородные соединения с двойными и / или тройными углерод-углеродными связями) может давать исключительно долгоживущие промежуточные соединения QOOH. Развитие этих знаний о промежуточных звеньях QOOH имеет решающее значение для многих будущих разработок, начиная от улучшенных климатических моделей и заканчивая «чистыми» двигателями внутреннего сгорания.
Министерство энергетики США, Управление науки, Управление фундаментальных энергетических наук, химических наук, наук о Земле и биологических наук, Программа химической физики газовой фазы.