I ricercatori si sono avvicinati di un passo alla riduzione dell'inquinamento atmosferico causato dai motori mediante l'imaging di nanoparticelle di fuliggine per rivelare le loro firme uniche. Le strutture delle nanoparticelle sono come le impronte digitali, rivelando molecole curve simili al fullerene e aiutando a far luce sulle prime fasi della formazione della fuliggine.

La fuliggine costituisce una grande percentuale dell'inquinamento umano, intasando i nostri motori e i nostri polmoni. La fuliggine contribuisce anche a riscaldare l'atmosfera mentre si disperde nell'aria e riscalda il ghiaccio una volta depositato, danneggiando il pianeta.

Capire come fermare la formazione di fuliggine nei motori rappresenta un'opportunità unica per ridurre rapidamente il riscaldamento, aumentare la qualità dell'aria e migliorare l'efficienza del motore. Però, raggiungere questo obiettivo è stato difficile a causa della velocità e della complessità delle reazioni chimiche coinvolte.

In una recente pubblicazione, ricercatori dell'Università di Cambridge, L'Università Nazionale di Singapore e la Nanyang Technological University hanno utilizzato un fascio di elettroni per visualizzare l'ambiente ricco di carbonio, molecole a forma di piattino che compongono la fuliggine. Ogni frangia scura, che corrisponde a uno di questi piattini ripresi di lato, è stato analizzato. interessante, hanno scoperto che queste prime nanoparticelle di fuliggine contengono molte molecole curve, che indica l'integrazione del pentagono nella disposizione normalmente esagonale degli atomi di carbonio. La maggior parte delle frange (> 62,5%) indicava la curvatura indotta dal pentagono nelle prime particelle di fuliggine.

Qualsiasi aromatico curvato dall'integrazione del pentagono conterrà una grande polarizzazione di carica. La flessione della molecola provoca uno squilibrio di carica sulle due facce che porta ad un momento di dipolo permanente - l'effetto flessoelettrico. Prendendo una molecola aromatica, che corrisponde a quello suggerito dalle immagini al microscopio, è stato trovato un momento di dipolo significativo da due a tre volte quello dell'acqua.

Si suggerisce che queste specie polari abbiano un impatto sulla formazione di fuliggine attraverso forti interazioni con specie cariche che vengono prodotte in abbondanza nelle fiamme. È stato calcolato che le energie di legame sono sufficienti per stabilizzare piccoli gruppi di molecole aromatiche polari attorno a questi chemiioni.

Questo meccanismo suggerito spiega molte osservazioni, come la capacità dei campi elettrici di fermare la formazione di fuliggine e la concentrazione simile di ioni chemi alle nanoparticelle di fuliggine. Ciò fornisce anche un nuovo percorso per ridurre l'inquinamento da fuliggine dai motori riducendo la curvatura degli aromatici man mano che crescono o rimuovendo le specie cariche utilizzando campi elettrici.