Исследователи из Самарского университета в составе международной научной группы впервые получили молекулу, которая нарушает традиционные химические закономерности. Более сотни лет назад возникло предположение о ее существовании в космическом пространстве, однако до настоящего момента не было достоверных сведений, подтверждающих наличие данного вещества.
Итоги работы опубликованы в журнале Nature Communications. Химики предсказали возможность существования редкой молекулы метантетраола — С(ОН)4 — еще более ста лет назад, несмотря на то, что ее структура считается "невыполнимой" с точки зрения классической химии.
По установленным химическим правилам, такая молекула крайне нестабильна и должна моментально распадаться на воду и другие соединения, отмечают ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.
Впервые специалисты вуза вместе с коллегами из Китая и США доказали как теоретически, так и экспериментально существование метантетраола — неуловимой молекулы, зафиксированной в процессе создания модельных космических льдов с помощью лабораторного оборудования. «Соединения, содержащие углеродный скелет с большим числом гидроксильных групп, широко применяются в промышленности в качестве экологичных растворителей или компонентов клеевых материалов.
Все эти вещества являются более сложными "потомками" метантетраола, однако сам простой "предок" до сих пор был неизвестен. Мы не только смогли обнаружить и синтезировать эту трудноуловимую молекулу, но и выяснили, при каких условиях она проявляет стабильность», — рассказал младший научный сотрудник лаборатории "Физика и химия горения" Самарского университета Анатолий Николаев.
Ученый пояснил, что космическое пространство богато атомами, из которых может сформироваться метантетраол при низких температурах под воздействием жесткого излучения. В лабораторных условиях соединение проявляется в вакууме под влиянием высокоэнергетического ультрафиолетового излучения и при температуре около -120 градусов.
В качестве исходной смеси использовали углекислый газ и воду. «Мы воспроизвели космические льды в лабораторных условиях и обнаружили эту строго симметричную молекулу.
Благодаря своей структуре, метантетраол можно обнаружить в открытом космосе исключительно с помощью инфракрасной спектроскопии, поскольку современное оборудование работает преимущественно в микроволновом диапазоне. Вероятно, в будущем будет создан прибор, способный "визуализировать" метантетраол в космическом пространстве», — добавил Николаев.
Обнаружение такой молекулы, противоречащей канонам классической химии, открывает новые направления для научного исследования.