Menemukan molekul eksotis dari minat astrokimia

Per

Rekan penulis dr. Arunlibertsen Lawzer i dr. Thomas Custer, seorang peneliti, mendemonstrasikan molekul minat astrokimia di Planetarium of the Copernicus Science Center. Sumber: IPC PAS, Grzegorz Krzyzewski. Kredit: © Institut Kimia Fisik, Akademi Ilmu Pengetahuan Polandia

Jika kita melihat langit malam, pikiran kita mungkin tertarik pada ilmu astrokimia. Molekul apa yang mendiami ruang luas di antara bintang-bintang? Akankah kita melihat molekul yang sama yang mengelilingi kita di Bumi? Atau akankah beberapa di antaranya lebih eksotis, sesuatu yang jarang diamati atau bahkan tidak diketahui?

Penelitian terbaru oleh tim multinasional yang dipimpin oleh Profesor Robert Kolos dari Institute of Physical Chemistry of the Polish Academy of Sciences telah mengungkapkan molekul yang tidak biasa yang diperoleh dan dideteksi untuk pertama kalinya dalam kondisi laboratorium dan juga telah membuka jalan mulus untuk memproduksi dan menggali lebih dalam. mempelajari orang lain. Sekarang setelah mereka dapat dilihat dan dipelajari, mereka mungkin terbukti layak untuk kepentingan astrokimia yang lebih luas. Mari kita cermati perkembangan ilmiah ini.

Awan antarbintang: tempat cerita dimulai …

Media yang menembus ruang antar bintang sebagian besar diisi dengan hidrogen, helium, dan debu kosmik. Namun, jarak rata-rata antara atom atau molekul di awan antarbintang ini sangat besar sehingga perlu waktu berhari-hari sebelum bertabrakan. Dalam ruang hampa udara, berlalunya waktu dan dampak radiasi merupakan faktor penting untuk pengembangan senyawa kimia yang lebih maju.

Karena kondisi fisik yang ditemukan di awan antarbintang sangat berbeda dengan yang ada di planet kita, deteksi beberapa senyawa kimia yang ditemukan di sana memerlukan studi lanjutan di Bumi. Sebagai bagian dari ini, para ilmuwan membuat molekul yang biasanya tidak stabil dalam kondisi terestrial dan kemudian melakukan penelitian tentang sifat-sifatnya. Mereka pertama kali ditemukan di Bumi sehingga kita dapat mendeteksinya dengan lebih mudah di luar angkasa. Kedengarannya menarik, tapi bagaimana kelihatannya dalam praktiknya?

Kebun binatang fosfor

Jupiter saya Saturnus kita telah menjadi sorotan tata surya kita sendiri selama lebih dari dua dekade karena deteksi fosfin (PH3), analog amonia, di atmosfernya. Pada tahun 2020, semua mata beralih ke Venus setelah klaim bahwa PH3 juga telah ditemukan di atmosfernya. Munculnya fosfin dalam objek astronomi bersifat transendental karena sangat penting bagi organisme hidup. Molekul yang mengandung fosfor sangat penting untuk proses enzimatik yang bertanggung jawab untuk pembentukan bahan struktural kerangka kita, seperti asam nukleat. DNA saya RNA, dan bahkan transportasi energi ke semua sel hidup. Meskipun ia adalah unsur paling melimpah keenam dalam biomassa bumi dan ke-12 paling melimpah di planet ini secara umum, ia satu miliar kali lebih sedikit melimpah di medium antarbintang. Karena kelangkaannya, deteksi molekul yang mengandung P di awan antarbintang terus menarik perhatian para ilmuwan.

Kita hanya tahu sedikit tentang perilaku dan keberadaan molekul yang mengandung P dalam kondisi antarbintang yang ekstrim. Hanya sedikit yang telah ditemukan dan terbatas pada PN, CP, PO, HCP, CCP, PH3, dan NCCP. Dari jumlah tersebut, hanya PO dan PN yang terdeteksi di awan molekul. Kelimpahan yang rendah dari reagen yang mengandung fosfor dalam media ini membuat pembentukan molekul yang lebih besar sangat jarang dan sulit untuk dideteksi. Kami juga perlu mengkarakterisasi variasi yang lebih luas dari bahan kimia yang mengandung P, sehingga pencarian kami dapat diperluas untuk menyertakan lebih banyak pilihan target yang sesuai. Pencarian molekul baru merupakan sebuah tantangan, karena banyak spesies yang mengandung P terkenal dan menjanjikan tidak stabil di bawah kondisi laboratorium yang khas.

Peneliti IPC PAS: Dr. Arun-Libertsen Lawzer, Dr. Thomas Custer dan Profesor Robert Kolos, bekerja sama dengan Profesor Jean-Claude Guillemin dari Ecole Nationale Supérieure de Chimie di Rennes (Prancis) baru-baru ini mempresentasikan, sintesis kriogenik berbantuan UV dari molekul HCCP, membuka kemungkinan baru untuk penelitian spektroskopi ini. senyawa kimia yang tidak biasa. Itu dideteksi dengan spektroskopi inframerah dan UV-vis. Karakterisasi ini akan berguna untuk kemungkinan deteksi makhluk luar angkasa di masa depan.

“Kami menggunakan ultraviolet untuk mendehidrogenasi molekul organik yang mengandung fosfor untuk menghasilkan spesies fosfor eksotik. Kami mampu menghasilkan triplet HCCP, yang merupakan molekul penting dalam astrokimia. Trik untuk mendeteksinya adalah dengan menggunakan lingkungan dari gas lembam yang membeku “, kata Dr. Lawzer.

Eksperimen yang dilakukan sebagai bagian dari proyek dan studi teoritis yang relevan menunjukkan bahwa molekul tersebut memiliki bentuk linier dan ikatan kimia yang khas. Profesor Kolos berkomentar: “Anda mungkin pernah mendengar di masa sekolah Anda bahwa fosfor 3 atau 5 berani dalam senyawa kimianya. Nah, ini dia monovalen, dengan satu ikatan karbon. Itu sangat tidak biasa. “

Para peneliti juga mengkonfirmasi keberadaan CH2 = C = PH (fosfen), molekul yang belum pernah terlihat sebelumnya. Ini terbentuk di sepanjang rute dari CH3CP (spesies pendahulu) ke HCCP.

Eksperimen yang didukung oleh perhitungan kimia kuantum, yang baru-baru ini diterbitkan di Angewandte Chemie, telah menunjukkan apa yang dulunya tidak lebih dari konstruksi teoritis. “Jika Anda bertanya kepada ahli kimia biasa, beberapa spesies yang paling menonjol di kebun binatang astrokimia mungkin akan diejek sebagai fragmen molekul sederhana daripada molekul asli,” aku Profesor Kolos.

Karakterisasi di laboratorium senyawa eksotis seperti HCCP dan CH2 = C = PH menandai langkah penting menuju deteksi ekstraterestrial. Dan deteksi ini akan sangat memajukan pengetahuan kita tentang astrokimia fosfor. Ini seharusnya menginspirasi lebih banyak ilmuwan untuk melihat bintang-bintang di atas …

Referensi: “Jalur fotokimia yang efisien untuk triplet etinilfosfinida, HCCP” oleh Dr. Dr. Arun-Libertsen Lawzer, Dr. Thomas Custer, Prof. Dr. Jean-Claude Guillemin dan Prof. Dr. Robert Kolos, 15 Desember 2020, Kimia terapan.
DOI: 10.1002 / anie.202016052

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Alat-alat baru dibutuhkan untuk mencegah pandemi penyakit tanaman

Mengamati penyakit tanaman dapat mengungkapkan keamanan pangan. Penyakit tanaman tidak berhenti di perbatasan negara, dan kilometer lautan juga tidak mencegah penyebarannya. Itulah mengapa pengawasan...

Ilmuwan Menjelajahi Tesla Roads Jangan Ambil – Dan Temukan Kekuatan Baru Berguna dalam Penemuan Centennial

Foto eksposur ganda Nikola Tesla pada bulan Desember 1899 duduk di laboratoriumnya di Colorado Springs di sebelah kaca pembesar generator tegangan tinggi sementara mesin...

Untuk Mempercepat Akses, Mikroskopi yang Sangat Dapat Diputar Meninggalkan “Di Bawah Kisi”

Contoh desain ubin yang digunakan pada ulat percobaan C. elegans. Mesin non-grid memberi model fleksibilitas sementara untuk dengan cepat memasuki lingkungan yang menyenangkan....

Lingkar Kuno Munculnya Tektonik Lempeng Data 3,6 Miliar Tahun Lalu – Peristiwa Penting untuk Memperkaya Kehidupan Bumi

Zirkonia yang dipelajari oleh tim peneliti, difoto menggunakan katodoluminesensi, memungkinkan tim untuk melihat bagian dalam kristal menggunakan mikroskop elektron khusus. Lingkar zirkon adalah...

Bisakah kita mengurangi kecanduan opioid? [Video]

Pada 2017, jutaan orang di seluruh dunia kecanduan opioid dan 115.000 meninggal karena overdosis. Opioid adalah obat penghilang rasa sakit paling manjur yang kita miliki,...

Newsletter

Subscribe to stay updated.