La science-fiction est plein de programmes de réadaptation Mars et générateur d'oxygène, ce qui est une raison - nous, les humains molécules besoin d'oxygène (O2) pour respirer, et l'espace est pratiquement pas d'oxygène. Même dans l'atmosphère épaisse sur d'autres planètes, il est difficile d'obtenir de l'oxygène. Ainsi, lorsque l'exploration humaine de l'espace, nous avons besoin d'apporter leur propre oxygène. Ce n'est pas idéal, car la fusée dans des objets spatiaux nécessite beaucoup d'énergie, une fois que l'offre est épuisée, l'énergie disparaîtra. En plus de la terre, il a un lieu est apparu des molécules d'oxygène, qui est éjecté de la comète un panache de gaz.
La source de cet oxygène a été un mystère, California Institute of Technology (Caltech) professeur de génie chimique Constantí Nord p Jiapi Si (Konstantinos P. Giapis) et son compatriote Yaoyun Xi postdoctoral (Yunxi Yao) a suggéré qu'il y ait une nouvelle les processus chimiques peuvent expliquer leurs causes. Giapis et professeur de chimie Tom Miller maintenant dévoilé aujourd'hui une nouvelle réaction pour produire de l'oxygène, cette réaction peut aider l'homme à explorer l'univers, peut-être même à lutter contre le changement climatique à la maison. Mais plus fondamentalement, cette réaction représente une nouvelle substance chimique découverte par l'étude de la comète. La plupart des réactions chimiques ont besoin d'énergie, et l'énergie est généralement fourni sous forme de chaleur.
Des études Giapis ont montré que certaines réactions inhabituelles peuvent se produire en fournissant l'énergie cinétique. Lorsque les molécules d'eau sont aussi minuscule que une balle frappant la surface contenant de l'oxygène, tel que du sable ou de la rouille, l'oxygène sera en mesure de déchirer les molécules d'eau pour produire des molécules d'oxygène. Cette réaction a lieu sur la comète, lorsque l'évaporation des molécules d'eau à partir de la surface, puis accélérée vent solaire, à une vitesse élevée jusqu'à ce qu'ils atteignent la comète arrière. Cependant, la comète aussi émettent du dioxyde de carbone. Et Yao Giapis veulent vérifier si le dioxyde de carbone peut être généré dans la collision avec de l'oxygène moléculaire dans la surface de la comète. Lorsque l'oxygène se trouve dans le flux de gaz éjecté comète, confirment que la réaction désirée réaction similaire avec de l'eau.
- (Brocade Park - illustré) du réacteur P. Giapis utilisant son dioxyde de carbone en oxygène moléculaire. Image: California Institute of Technology
Par conséquent conçu une expérience, la surface de l'inerte du dioxyde de carbone à heurter une feuille, une feuille d'or ne peut pas être oxydé, de l'oxygène moléculaire ne doit pas générer. Néanmoins, l'oxygène ou de continuer à être libéré de la surface d'or. Cela signifie que deux atomes d'oxygène à partir de la même molécule de dioxyde de carbone, d'une manière particulièrement efficace de fractionnement. Giapis dit: Nous croyons que le temps de combiner deux atomes d'oxygène dans une molécule de dioxyde de carbone ensemble est impossible, parce que le dioxyde de carbone est une molécule linéaire, la molécule doit être elle se pencha sérieusement au travail, la marque moléculaire des changements très dramatiques.
Afin de comprendre le mécanisme de dioxyde de carbone est décomposé en oxygène moléculaire, Giapis trouver Miller et son stagiaire postdoctoral Philip Shushkov, conçu une simulation informatique de l'ensemble du processus. Comme l'état excité des molécules peut se former, nous comprenons cette réaction est un défi majeur. Ces molécules ont une telle énergie que les atomes constituant de celui-ci à une vibration et de rotation en grande partie. Tous ces mouvements de sorte que la réaction devient plus difficile dans la simulation informatique, parce que les molécules des atomes d'une manière complexe. En général, la molécule excitée peut conduire à des réactions chimiques inhabituelles, donc depuis le début. Mais il n'a pas produit l'état excité d'oxygène moléculaire. En revanche, d'autres molécules en produits.
- Dans le réacteur Giapis, le dioxyde de carbone est converti en oxygène moléculaire. Image: Caltech
Finalement, peut être formé de dioxyde de flexion sévère trouvé sans les molécules excitées pour produire de l'oxygène. des moyens Giapi conçus pour effectuer la réaction comme accélérateurs de particules tels que, à des molécules de dioxyde de carbone à travers la charge de la charge, puis un champ électrique pour les accélérer, qui a été converti en ions, bien que beaucoup plus faible que l'accélérateur de particules d'énergie. Cependant, ces moyens de réagir n'est pas nécessaire. Peut jeter à une vitesse suffisante pour une roche un peu de dioxyde de carbone, et obtenir le même effet, la vitesse doit être proportionnelle à la vitesse des astéroïdes ou des comètes dans l'espace. Cela peut expliquer la présence d'une petite quantité d'oxygène observée dans l'atmosphère martienne.
Il a été spéculé que l'oxygène est généré par un rayonnement UV solaire du dioxyde de carbone, mais Giapis pense que l'oxygène est un des particules de poussière à haute vitesse et des molécules de dioxyde de carbone produites par la collision. pourrait un jour être une source de respiration de l'équipage de l'air sur Mars, ou contre le changement climatique par le dioxyde de carbone (un gaz à effet de serre) extrait de l'atmosphère de la Terre et il est converti en oxygène. Cependant, les deux applications sont encore un long chemin à parcourir, parce que la version actuelle des réacteurs de faible production, chaque 100 molécules de dioxyde de carbone ne peut produire une ou deux molécules d'oxygène. Les résultats de leurs recherches le 24 mai 2019 publié dans "Nature Communications" (Nature Communications).
Brocade Parc | Recherche / De: California Institute of Technology
Journal de référence "Nature Communications"
DOI: 10.1038 / s41467-019-10342-6
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