p Uma equipe de cientistas descobriu um novo caminho possível para a formação de estruturas de carbono no espaço usando uma técnica de exploração química especializada no Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia (Berkeley Lab). p A pesquisa da equipe já identificou vários caminhos pelos quais as moléculas em anel conhecidas como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, ou PAHs, pode se formar no espaço. O estudo mais recente é parte de um esforço contínuo para refazer as etapas químicas que levam à formação de moléculas complexas contendo carbono no espaço profundo.

p Os PAHs - que também ocorrem na Terra em emissões e fuligem da combustão de combustíveis fósseis - podem fornecer pistas para a formação da química da vida no espaço como precursores de nanopartículas interestelares. Estima-se que sejam responsáveis ​​por cerca de 20 por cento de todo o carbono em nossa galáxia, e eles têm os blocos de construção químicos necessários para formar estruturas de carbono 2-D e 3-D.

p No último estudo, publicado em Nature Communications , pesquisadores produziram uma cadeia de anéis, moléculas contendo carbono pela combinação de duas espécies químicas altamente reativas que são chamadas de radicais livres porque contêm elétrons desemparelhados. O estudo acabou mostrando como esses processos químicos poderiam levar ao desenvolvimento de PAHs do tipo grafeno contendo carbono e nanoestruturas 2-D. O grafeno é uma camada de átomos de carbono com a espessura de um átomo.

p Mais importante, o estudo mostrou uma maneira de conectar um anel molecular de cinco lados (em forma de pentágono) com um anel molecular de seis lados (hexagonal) e também converter anéis moleculares de cinco lados em anéis de seis lados, que é um trampolim para uma gama mais ampla de grandes moléculas de PAH.

p "Isso é algo que as pessoas tentaram medir experimentalmente em altas temperaturas, mas não fizeram antes, "disse Musahid Ahmed, um cientista da Divisão de Ciências Químicas do Berkeley Lab. Ele liderou os experimentos de mistura química no Berkeley Lab's Advanced Light Source (ALS) com o Professor Ralf I. Kaiser na Universidade do Havaí em Manoa. “Acreditamos que este seja mais um caminho que pode dar origem aos HAPs”.

p O professor Alexander M. Mebel da Florida International University auxiliou no trabalho computacional do estudo. Estudos anteriores da mesma equipe de pesquisa também identificaram algumas outras vias para o desenvolvimento de HAPs no espaço. Os estudos sugerem que pode haver várias rotas químicas para que a química da vida tome forma no espaço.

p "Pode ser tudo isso, para que não seja apenas um, "Ahmed disse." Acho que é isso que torna isso interessante. "

p Os experimentos no ALS do Berkeley Lab - que produz raios X e outros tipos de luz que suportam muitos tipos diferentes de experimentos simultâneos - usaram um reator químico portátil que combina produtos químicos e os injeta para estudar quais reagentes se formaram no reator aquecido.

p Os pesquisadores usaram um feixe de luz sintonizado em um comprimento de onda conhecido como "ultravioleta de vácuo" ou VUV produzido pelo ALS, acoplado a um detector (denominado espectrômetro de massa de tempo de vôo de refletor), para identificar os compostos químicos que saem do reator em velocidades supersônicas.

p O último estudo combinou os radicais químicos CH3 (radical metila alifático) com C9H7 (radical 1-indenil aromático) a uma temperatura de cerca de 2, 105 graus Fahrenheit para finalmente produzir moléculas de um PAH conhecido como naftaleno (C10H8) que é composto de dois anéis de benzeno unidos.

p As condições necessárias para produzir naftaleno no espaço estão presentes nas proximidades de estrelas ricas em carbono, o estudo observou.

p Os reagentes produzidos a partir de dois radicais, as notas de estudo, tinha sido teorizado, mas não tinha sido demonstrado antes em um ambiente de alta temperatura por causa de desafios experimentais.

p "Os radicais têm vida curta - eles reagem com eles mesmos e com qualquer outra coisa ao seu redor, "Ahmed disse." O desafio é, 'Como você gera dois radicais ao mesmo tempo e no mesmo lugar, em um ambiente extremamente quente? ' Nós os aquecemos no reator, eles colidiram e formaram os compostos, e então os expulsamos do reator. "

p Kaiser disse, "Por várias décadas, reações de radical-radical foram especuladas para formar estruturas aromáticas em chamas de combustão e no espaço profundo, mas não tem havido muita evidência para apoiar esta hipótese. "Ele acrescentou, "O presente experimento fornece evidências científicas de que as reações entre radicais em temperaturas elevadas formam moléculas aromáticas como o naftaleno."

p Embora o método usado neste estudo tenha procurado detalhar como tipos específicos de compostos químicos se formam no espaço, os pesquisadores observaram que os métodos usados ​​também podem iluminar estudos mais amplos de reações químicas envolvendo radicais expostos a altas temperaturas, como nas áreas de química de materiais e síntese de materiais.