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你知道京張鐵路S2線的動力驅(qū)動還是內(nèi)燃機嗎？
內(nèi)燃機作為跨世紀的產(chǎn)物，顛覆了人們的生活，大家知道現(xiàn)在的動車都是用電力驅(qū)動了，那你知道還有一些動車組是用內(nèi)燃機驅(qū)動嗎？如何制造出更清潔的內(nèi)燃機
苯環(huán)(C6H6)是苯分子的結(jié)構(gòu)，為平面正六邊形，由6個碳原子和6個氫原子組成。近半個世紀以來，天體物理學家和有機化學家一直在尋找苯環(huán) 的起源。
天體物理學家表示，苯環(huán)可能是多環(huán)芳烴或多環(huán)芳烴的基本組成部分，多環(huán)芳烴是由垂死的富含碳的恒星爆炸形成的最基本的材料。這些環(huán)狀物質(zhì)最終會形成最早形式的碳。一些科學家稱，這些分子前體與地球上最早的生命形成有關(guān)。但多環(huán)芳烴也會帶來負面影響，如原油精煉廠背后的工業(yè)過程和燃氣發(fā)動機的內(nèi)部運作排放的多環(huán)芳烴會演變成煙灰等有毒空氣污染物。
如何制造出更清潔的內(nèi)燃機
據(jù)外媒報道，近期，勞倫斯伯克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory)、夏威夷大學馬諾阿分校(University of Hawaii at Manoa)和佛羅里達國際大學(Florida International University)的研究人員首次使用實驗室方法，在宇宙條件下，對自由基，即不穩(wěn)定粒子，發(fā)生的反應進行了實時測量，推動基本碳原子和氫原子聚結(jié)成原始苯環(huán)。
研究人員表示，這種發(fā)現(xiàn)是了解宇宙如何隨著碳化合物的增長而演化的關(guān)鍵。此外，它可以幫助汽車行業(yè)制造更清潔的內(nèi)燃機。炔丙基自由基(C3H3)因易失去電子而具有極強的反應性，因此，幾十年來，一直被認為與煙灰的形成有關(guān)。研究人員認為，重組兩個炔丙基自由基(C3H3·+C3H3·)產(chǎn)生了第一個芳環(huán)苯。
此項研究是首次在天體化學和燃燒條件下演示“自由基炔丙基自反應”。研究人員使用一種高溫、硬幣大小的反應器“熱噴嘴”，模擬了內(nèi)燃機內(nèi)部的高壓高溫環(huán)境以及土星衛(wèi)星泰坦(Titan)富含碳氫化合物的大氣，并從導向苯環(huán)的兩個炔丙基自由基觀察同分異構(gòu)體的形成。其中，同分異構(gòu)體是具有相同化學式但不同原子結(jié)構(gòu)的分子。
10年前，伯克利實驗室化學科學部的資深科學家Musahid Ahmed在伯克利實驗室的高級光源(ALS)進行同步加速器實驗中曾采用過熱噴嘴技術(shù)。該技術(shù)依賴于真空紫外(VUV)光譜，可檢測單個同分異構(gòu)體。ALS是一種稱為同步加速器的粒子加速器，可產(chǎn)生從紅外線到X射線的極其明亮的光束。研究人員還使用該技術(shù)在大型多環(huán)芳烴和煙灰形成前阻止炔丙基自由基的自我反應(僅為幾微秒)。
如何制造出更清潔的內(nèi)燃機
研究人員相信，該技術(shù)有助于未來生產(chǎn)出更清潔的內(nèi)燃機。一些分析師表示，可能還需要25年才能使用電動汽車(EV)取代整個傳統(tǒng)燃料汽車，因此擁有更高效的燃氣發(fā)動機仍然很重要。此外，為飛機和混合動力電動汽車的燃氣動力部件配備更清潔的內(nèi)燃機也會有助于減少二氧化碳排放。
