Команда исследователей из Самарского университета вместе с международными партнерами смогла получить молекулу, которая нарушает привычные химические правила. Более века назад было предположение о существовании этого соединения в космическом пространстве, однако доказательств его реального существования до настоящего времени не было.
Итоги работы опубликованы в журнале Nature Communications. Химики предположили наличие загадочной молекулы метантетраола — C(OH)4 — свыше ста лет назад, несмотря на ее «невозможную» с точки зрения традиционной химии форму.
Согласно классическим представлениям, такая конструкция была бы крайне нестабильной, мгновенно распадаясь на воду и другие компоненты, пояснили ученые из Самарского национального исследовательского университета имени академика С.
Совместно с коллегами из Китая и США специалисты впервые подтвердили существование метантетраола как в теории, так и на практике: молекула была зафиксирована с помощью лабораторной техники при создании искусственных космических льдов. «Вещества с углеродной основой и множеством гидроксильных групп широко применяются в качестве экологически чистых растворителей и элементов адгезивных материалов в промышленности.
Они более сложны по строению, чем метантетраол — его более простого «предка» ранее никто не наблюдал. Нам удалось не только выделить и получить эту практически неуловимую молекулу, но и определить условия, в которых она способна существовать», — подчеркнул младший научный сотрудник лаборатории «Физика и химия горения» Самарского университета Анатолий Николаев.
По словам ученого, именно в космосе присутствует изобилие атомов, входящих в состав этой молекулы, которые при низких температурах и воздействии жесткого излучения могут соединяться в метантетраол. В лабораторных условиях вещество проявляется в вакууме под действием ультрафиолетового излучения высокой энергии и при температуре около ?120 °C.
Для экспериментов использовалась смесь углекислого газа и воды. «Мы смоделировали космические ледяные условия в лаборатории и обнаружили эту идеально симметричную структуру.
Из-за своей уникальной конфигурации молекулу можно заметить в полном объеме космоса только с помощью инфракрасного излучения, тогда как современное оборудование обычно работает в микроволновом диапазоне. Вполне возможно, что в будущем появятся приборы, позволяющие непосредственно обнаруживать метантетраол в околокосмическом пространстве», — добавил Николаев.
Это соединение, противоречащее классическим химическим теориям, ставит перед учеными новые и неожиданные задачи.