Москва – Международная группа исследователей, включающая ученых Самарского университета, успешно синтезировала молекулу, которая, казалось бы, нарушает стандартные химические законы. Существование этой необычной субстанции в космосе было предсказано более века назад, но до недавнего времени не имело экспериментального подтверждения. Открытие опубликовано в престижном журнале Nature Communications.
Ученые из Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева пояснили, что гипотеза о метантетраоле (С(ОН)4) появилась в химическом сообществе более ста лет назад. Ее структуру долгое время считали «невозможной» из-за крайней нестабильности, которая, по общепринятым химическим принципам, должна приводить к моментальному разложению на воду и другие компоненты.
Теперь, в сотрудничестве с учеными из Китая и США, исследователи из Самарского университета не только теоретически подтвердили, но и экспериментально зафиксировали метантетраол. Эта ранее «неуловимая» молекула была обнаружена в лабораторных условиях при моделировании космических льдов.
Анатолий Николаев, младший научный сотрудник лаборатории «Физика и химия горения» Самарского университета, отметил, что соединения с углеродным скелетом и несколькими гидроксильными группами (ОН) широко применяются в промышленности, например, как безопасные растворители или составляющие клеящих веществ. Эти соединения являются структурно более сложными аналогами метантетраола.
«Однако самого простого `прародителя` этих веществ никто не мог обнаружить. Нам удалось не только найти и получить эту трудноуловимую молекулу, но и определить условия ее стабильного существования», — пояснил Николаев.
Николаев объяснил, что космическое пространство идеально подходит для образования метантетраола благодаря обилию необходимых атомов, которые при низких температурах и под воздействием высокоэнергетического излучения могут образовывать эту молекулу. В лабораторных условиях она была синтезирована в вакууме при температуре около -120°С путем облучения смеси углекислого газа и воды мощными ультрафиолетовыми лучами.
По словам Николаева, в ходе эксперимента были воссозданы условия космического льда, что позволило обнаружить эту уникальную симметричную структуру. Ученый отметил, что из-за специфики строения метантетраол в реальном космосе можно будет идентифицировать только с помощью инфракрасного излучения, тогда как современная аппаратура преимущественно работает в микроволновом диапазоне. Он выразил надежду, что в будущем появятся новые инструменты, способные обнаружить метантетраол за пределами лаборатории.
Открытие этой молекулы, идущей вразрез с устоявшимися химическими принципами, открывает новые горизонты для научного сообщества. Она ставит под сомнение одно из фундаментальных правил современной органической химии, касающееся устойчивости молекулярных структур. Исследователи планируют продолжить поиски других «невероятных» соединений в условиях, имитирующих космическое пространство.
