Les chercheurs ont fait un pas de plus vers la réduction de la pollution de l'air par les moteurs en imageant des nanoparticules de suie pour révéler leurs signatures uniques. Les structures de nanoparticules sont comme des empreintes digitales, révélant des molécules courbes ressemblant à des fullerènes et aidant à faire la lumière sur les premières étapes de la formation de suie.

La suie constitue une grande partie de la pollution humaine, obstruer nos moteurs et nos poumons. La suie contribue également à réchauffer l'atmosphère tandis que la glace aéroportée et réchauffante une fois déposée, endommager la planète.

Comprendre comment arrêter la formation de suie dans les moteurs présente une opportunité unique de réduire rapidement le réchauffement, augmenter la qualité de l'air et améliorer l'efficacité du moteur. Cependant, y parvenir a été difficile en raison de la vitesse et de la complexité des réactions chimiques impliquées.

Dans une publication récente, chercheurs de l'Université de Cambridge, L'Université nationale de Singapour et l'Université technologique de Nanyang ont utilisé un faisceau d'électrons pour imager les riches en carbone, molécules en forme de soucoupe qui composent la suie. Chaque frange sombre, qui correspond à l'une de ces soucoupes imagée de côté, a été analysé. De façon intéressante, ils ont découvert que ces premières nanoparticules de suie contiennent de nombreuses molécules courbes, indiquant l'intégration du pentagone dans l'arrangement normalement hexagonal des atomes de carbone. La majorité des franges (> 62,5%) ont indiqué une courbure induite par le pentagone dans les premières particules de suie.

Tout aromatique incurvé par intégration pentagonale contiendra une grande polarisation de charge. La flexion de la molécule provoque un déséquilibre de charge sur les deux faces conduisant à un moment dipolaire permanent - l'effet flexoélectrique. Prenant une molécule aromatique, qui correspond à celui suggéré à partir des images au microscope, un moment dipolaire significatif deux à trois fois celui de l'eau a été trouvé.

Il est suggéré que ces espèces polaires ont un impact sur la formation de suie à travers de fortes interactions avec des espèces chargées qui sont produites en abondance dans les flammes. Les énergies de liaison ont été calculées pour être suffisantes pour pouvoir stabiliser de petits amas de molécules aromatiques polaires autour de ces chimio-ions.

Ce mécanisme suggéré explique de nombreuses observations, tels que la capacité des champs électriques à arrêter la formation de suie et la concentration similaire de chimio-ions aux nanoparticules de suie. Cela fournit également une nouvelle voie pour réduire la pollution par la suie des moteurs en réduisant la courbure des aromatiques au fur et à mesure de leur croissance ou en éliminant les espèces chargées à l'aide de champs électriques.