Международная группа исследователей, включающая специалистов Самарского университета, успешно синтезировала молекулу, которая, казалось бы, противоречит основным химическим законам. Существование этого вещества в космосе было предсказано более века назад, но лишь сейчас удалось получить экспериментальное подтверждение. Подробности открытия опубликованы в научном журнале Nature Communications.
Уже более ста лет химики обсуждали теоретическую возможность существования метантетраола (C(OH)4) — соединения с «невероятной» структурой. Традиционные химические правила предполагают, что такая молекула должна быть крайне нестабильной и немедленно распадаться на воду и другие компоненты. Именно об этом сообщают исследователи Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева.
Впервые ученые из Самарского университета, работая с коллегами из Китая и США, смогли как теоретически обосновать, так и экспериментально зафиксировать метантетраол. Эта ранее «неуловимая» молекула была обнаружена в лабораторных условиях при создании искусственных аналогов космических льдов.
«Вещества с углеродным каркасом и множеством ОН-групп широко используются как экологичные растворители или компоненты адгезивных материалов в промышленности. Все они — более сложные по структуре `родственники` метантетраола, а вот простейшего `предка` никто никогда не видел. Мы не только обнаружили и получили эту неуловимую молекулу, но и поняли, в каких условиях она может существовать», — пояснил Анатолий Николаев, младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Физика и химия горения» Самарского университета.
По словам Николаева, космическое пространство представляет собой идеальную среду, где при низких температурах и под воздействием высокоэнергетического излучения атомы могут соединяться, образуя метантетраол. В лабораторных условиях, воспроизводящих космическую среду, молекула была обнаружена в вакууме при температуре около -120°C под действием интенсивного ультрафиолетового излучения на смесь воды и углекислого газа.
Николаев уточнил: «Мы смогли воссоздать условия космических льдов в лаборатории и обнаружить эту уникальную симметричную молекулу. Однако, из-за особенностей ее строения, в реальном космосе метантетраол можно идентифицировать только при помощи инфракрасного излучения, тогда как современное оборудование в основном использует микроволновой диапазон. Есть надежда, что в будущем появятся приборы, способные обнаружить метантетраол в окружающем нас пространстве».
Это открытие ставит под сомнение одно из фундаментальных правил органической химии, касающееся устойчивости молекулярных структур, и бросает вызов научному сообществу, отметил эксперт. Исследователи планируют продолжить поиск других «парадоксальных» соединений в условиях, имитирующих космическую среду.
