蓋世汽車訊 苯環（C6H6）是苯分子的結構，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 的起源。

天體物理學家表示，苯環可能是多環芳烴或多環芳烴的基本組成部分，多環芳烴是由垂死的富含碳的恒星爆炸形成的最基本的材料。這些環狀物質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。但多環芳烴也會帶來負面影響，如原油精煉廠背后的工業過程和燃氣發動機的內部運作排放的多環芳烴會演變成煙灰等有毒空氣污染物。

（圖片來源：NASA）

早期宇宙中的恒星究竟是如何形成第一個苯環的？內燃機中將苯環轉變為煙塵顆粒污染物的化學反應是如何發生的？長期以來，科學家們對這些問題一直很困惑。

據外媒報道，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，即不穩定粒子，發生的反應進行了實時測量，推動基本碳原子和氫原子聚結成原始苯環。

研究人員表示，這種發現是了解宇宙如何隨著碳化合物的增長而演化的關鍵。此外，它可以幫助汽車行業制造更清潔的內燃機。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。研究人員認為，重組兩個炔丙基自由基（C3H3·+C3H3·）產生了第一個芳環苯。

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”，模擬了內燃機內部的高壓高溫環境以及土星衛星泰坦（Titan）富含碳氫化合物的大氣，并從導向苯環的兩個炔丙基自由基觀察同分異構體的形成。其中，同分異構體是具有相同化學式但不同原子結構的分子。

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。該技術依賴于真空紫外（VUV）光譜，可檢測單個同分異構體。ALS是一種稱為同步加速器的粒子加速器，可產生從紅外線到X射線的極其明亮的光束。研究人員還使用該技術在大型多環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）。

研究人員相信，該技術有助于未來生產出更清潔的內燃機。一些分析師表示，可能還需要25年才能使用電動汽車（EV）取代整個傳統燃料汽車，因此擁有更高效的燃氣發動機仍然很重要。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燃機也會有助于減少二氧化碳排放。

返回第一電動網首頁 >