Международная группа ученых, в состав которой вошли исследователи из Самарского университета, совершила прорывное открытие: им удалось синтезировать и зафиксировать молекулу метантетраола (C(OH)₄). Существование этого соединения, долгое время считавшегося «невозможным» из-за своей крайне неустойчивой структуры, было теоретически предсказано химиками более века назад. Несмотря на давние прогнозы, экспериментального подтверждения наличия такого вещества до сих пор не существовало. Результаты этого значимого исследования были опубликованы в престижном научном журнале Nature Communications.
Согласно классическим химическим законам, строение метантетраола должно быть крайне нестабильным, что приводит к его мгновенному распаду на воду и другие вещества. Однако специалисты Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева, работая в коллаборации с учеными из Китая и США, впервые смогли не только обосновать существование метантетраола с теоретической точки зрения, но и практически подтвердить его. Неуловимая молекула была успешно зарегистрирована лабораторным оборудованием в условиях, имитирующих космические льды.
«Вещества с углеродным каркасом и множеством ОН-групп широко используются как экологичные растворители или компоненты адгезивных материалов в промышленности. Все они — более сложные по структуре `родственники` метантетраола, а вот простейшего `предка` никто никогда не видел. Мы не только обнаружили и получили эту неуловимую молекулу, но и поняли, в каких условиях она может существовать», — прокомментировал младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Физика и химия горения» Самарского университета Анатолий Николаев.
Ученый пояснил, что космическое пространство является идеальной средой для формирования метантетраола, поскольку оно богато атомами, необходимыми для его синтеза, которые могут объединяться при низких температурах под воздействием жесткого излучения. В лабораторных экспериментах это вещество «проявлялось» в вакууме при температуре около -120ºС под действием высокоэнергетических ультрафиолетовых лучей на смесь углекислого газа и воды.
«Мы воссоздали космические льды в лаборатории и нашли эту строго симметричную структуру. Из-за своего строения она может быть обнаружена в `полноразмерном` космосе только с помощью инфракрасного излучения, тогда как современное оборудование в основном работает в микроволновом диапазоне. Возможно, в будущем появится инструмент, который позволит `проявить` метантетраол вокруг нас», — добавил Николаев.
Обнаружение такой молекулы, которая, казалось бы, противоречит устоявшимся правилам классической химии, поднимает новые вопросы перед научным сообществом. Оно ставит под сомнение одно из основных правил современной науки о стабильности структуры органических молекул. Специалисты планируют продолжить свои исследования, стремясь найти другие вещества, «противоречащие здравому смыслу», в моделируемых космических условиях.
