Onderzoekers zijn een stap dichter bij het verminderen van luchtvervuiling door motoren gekomen door roet-nanodeeltjes af te beelden om hun unieke kenmerken te onthullen. De nanodeeltjesstructuren zijn als vingerafdrukken, het onthullen van gebogen fullereen-achtige moleculen en helpen om licht te werpen op de vroegste stadia van roetvorming.

Roet vormt een groot deel van de menselijke vervuiling, onze motoren en longen verstoppen. Roet draagt ​​ook bij aan het verwarmen van de atmosfeer, terwijl ijs in de lucht en opwarmend eenmaal is neergedaald, de planeet beschadigen.

Begrijpen hoe roetvorming in motoren kan worden gestopt, biedt een unieke kans om opwarming, de luchtkwaliteit te verhogen en de efficiëntie van de motor te verbeteren. Echter, het bereiken hiervan was een uitdaging vanwege de snelheid en complexiteit van de betrokken chemische reacties.

In een recente publicatie, onderzoekers van de Universiteit van Cambridge, National University of Singapore en Nanyang Technological University gebruikten een elektronenstraal om de koolstofrijke, schotelvormige moleculen waaruit roet bestaat. Elke donkere rand, wat overeenkomt met een van deze schotels, zijwaarts afgebeeld, werd geanalyseerd. interessant, ze ontdekten dat deze vroege roet-nanodeeltjes veel gebogen moleculen bevatten, wat wijst op pentagon-integratie in de normaal hexagonale rangschikking van koolstofatomen. De meeste randen (> 62,5 procent) duidde op vijfhoek-geïnduceerde kromming in de vroegste roetdeeltjes.

Elke aromatische kromming door pentagonintegratie zal een grote ladingspolarisatie bevatten. De buiging van het molecuul veroorzaakt een onbalans in de lading op de twee vlakken, wat leidt tot een permanent dipoolmoment - het flexo-elektrisch effect. Een aromatisch molecuul nemen, die overeenkomt met wat wordt gesuggereerd op basis van microscoopbeelden, een significant dipoolmoment twee tot drie keer dat van water werd gevonden.

Er wordt gesuggereerd dat deze polaire soorten invloed hebben op roetvorming door sterke interacties met geladen soorten die in overvloed in vlammen worden geproduceerd. Bindingsenergieën werden berekend als voldoende om kleine clusters van polaire aromatische moleculen rond deze chemische ionen te kunnen stabiliseren.

Dit voorgestelde mechanisme verklaart veel waarnemingen, zoals het vermogen van elektrische velden om roetvorming te stoppen en de vergelijkbare concentratie van chemi-ionen als roet nanodeeltjes. Dit biedt ook een nieuwe manier om roetvervuiling door motoren te verminderen door ofwel de kromming van de aromaten te verminderen terwijl ze groeien, ofwel de geladen soorten te verwijderen met behulp van elektrische velden.