Los investigadores se han acercado un paso más a la reducción de la contaminación del aire de los motores mediante la obtención de imágenes de nanopartículas de hollín para revelar sus firmas únicas. Las estructuras de nanopartículas son como huellas dactilares, revelando moléculas curvas de tipo fullereno y ayudando a arrojar luz sobre las primeras etapas de formación de hollín.

El hollín constituye una gran proporción de la contaminación humana, obstruyendo nuestros motores y pulmones. El hollín también contribuye a calentar la atmósfera en el aire y calienta el hielo una vez que se asienta. Dañando el planeta.

Comprender cómo detener la formación de hollín en los motores presenta una oportunidad única para reducir rápidamente el calentamiento. aumentar la calidad del aire y mejorar la eficiencia del motor. Sin embargo, lograr esto ha sido un desafío debido a la velocidad y complejidad de las reacciones químicas involucradas.

En una publicación reciente, investigadores de la Universidad de Cambridge, La Universidad Nacional de Singapur y la Universidad Tecnológica de Nanyang utilizaron un haz de electrones para obtener imágenes de los ricos en carbono, Moléculas en forma de platillo que forman el hollín. Cada franja oscura que corresponde a uno de estos platillos fotografiados de lado, fue analizado. Curiosamente, encontraron que estas primeras nanopartículas de hollín contienen muchas moléculas curvas, lo que indica la integración del pentágono en la disposición normalmente hexagonal de los átomos de carbono. La mayoría de flecos (> 62,5 por ciento) indicó una curvatura inducida por el pentágono en las primeras partículas de hollín.

Cualquier aromático curvado por la integración del pentágono contendrá una gran polarización de carga. La flexión de la molécula provoca un desequilibrio de carga en las dos caras que conduce a un momento dipolar permanente:el efecto flexoeléctrico. Tomando una molécula aromática, que coincide con lo sugerido a partir de imágenes de microscopio, se encontró un momento dipolar significativo dos o tres veces mayor que el del agua.

Se sugiere que estas especies polares impactan la formación de hollín a través de fuertes interacciones con especies cargadas que se producen en abundancia en las llamas. Se calculó que las energías de unión eran suficientes para poder estabilizar pequeños grupos de moléculas aromáticas polares alrededor de estos iones químicos.

Este mecanismo sugerido explica muchas observaciones, como la capacidad de los campos eléctricos para detener la formación de hollín y la concentración similar de iones químicos en las nanopartículas de hollín. Esto también proporciona una nueva ruta para reducir la contaminación por hollín de los motores, ya sea reduciendo la curvatura de los aromáticos a medida que crecen o eliminando las especies cargadas mediante campos eléctricos.