Исследователи официально подтвердили открытие нового типа химических реакций
Ученые Колумбийского университета открыли четвертый класс химических реакций. Открытие может вылиться во множество инноваций, начиная от усовершенствования двигательной техники и заканчивая разработкой упрощенных подходов к пониманию особенностей атмосферы других планет.
Новые реакции
Химические процессы, лежащие в основе горения, образования облаков и изменения климата, являются крайне сложными. И, судя по всему, ряд новых исследований показал, что эти реакции (в дополнение к остальным) гораздо более сложны, нежели мы думали. Исследователи Колумбийского университета под руководством доцента факультета машиностроения Michael P. Burke (Майкла П. Бурке) обнаружили четвертый класс химических реакций – так называемые «тримолекулярные химические реакции», которые подразумевают разрыв и образование связей между тремя молекулами, когда две столкнувшиеся молекулы сталкиваются с третьей. Их работа опубликована в журнале Nature Chemistry.
Впервые существование подобных реакций предположили в 1920-х, но на тот момент их посчитали несущественными или несуществующими, так что до сегодняшнего момента они не были должным образом изучены. В рамках нынешнего исследования использовали технологию компьютерного моделирования, позволившую наблюдать за ходом химических реакций таким образом, каким это сложно – если вообще возможно – осуществить в лаборатории. По словам Burke: «Достоинство современных вычислительных методов в том, что их можно использовать как уникальный микроскоп для изучения динамики индивидуальных реакций в сложных (жестких) химических условиях, когда непригодны экспериментальные методы».
Рисунок предоставлен: Michael P. Burke/факультет машиностроения Колумбийского университета
Это означает, что новый тип химических реакций действительно существует, и уже один подобный вывод способен оказать принципиальное влияние на наше всестороннее понимание химических реакций. Это знаменует собой фундаментальный сдвиг в видении этих типов реакций. Следовательно, масштаб возможных последствий этого открытия полностью не ясен, но вполне понятно, что мы находимся на пути к небольшой революции.
Роль в повседневной жизни
Лучшее понимание этих реакций может привести к созданию более безопасных и эффективных двигателей, равно как и к множеству иных усовершенствований.
По словам Burke:
Потенциально может существовать огромное число реакций из этого нового класса, которые способны оказать влияние на наши модели газофазных химических реакций, – начиная от создания новых типов двигательной техники и заканчивая пониманием химических процессов в масштабах планеты, ответственных за образование облаков, изменение климата, превращение загрязнителей. Среди этих реакций может оказаться даже ряд процессов, способных определять условия жизни на других планетах. Наше открытие пролагает путь в целый мир новых возможностей.
Развитие наших знаний о химических процессах, лежащих в основе планетарных атмосферных явлений, оказало бы значительное влияние на поиск внеземной жизни во Вселенной. Многие методы определения состава атмосферы планет – и, таким образом, ее возможной обитаемости – основаны на химических знаниях. Более тонкое понимание мельчайших и наиболее неоднозначных деталей поступающей информации может породить новое представление о внеземной жизни – и даже о появлении жизни на Земле.
Это исследование придает вес точке зрения на научные исследования как на попытку понять мир путем фальсифицируемого наблюдения, т.е. выдвижению таких гипотез о мире, которые могут быть опровергнуты в опыте (или при помощи органов чувств). И поскольку новая технология расширяет нашу эмпирическую интуицию, наши возможности по поиску внеземной жизни становятся безграничными, выходя за рамки пяти ограниченных человеческих чувств. Когда эта гипотеза впервые появилась в начале двадцатого века, подходящих средств наблюдения и практической проверки теории тримолекулярных химических реакций еще не было, поэтому она оказалась нефальсифицируемой. Однако с развитием технологий, например, квантового моделирования, все новые и новые реальности ожидают своего открытия.
