Международная группа ученых совершила неожиданное открытие, изучая состав выбросов авиационных двигателей. Проведя детальный анализ с помощью электронной микроскопии высокого разрешения, исследователи выявили четыре типа наночастиц, три из которых ранее никогда не встречались в атмосферных исследованиях.
Наибольший интерес ученых вызвали так называемые «луковичные» частицы — сферические образования с графитоподобными слоями диаметром всего 17 нанометров. Эти необычные структуры, напоминающие слои лука, прежде наблюдались только в лабораторных условиях при специальном синтезе, но никогда не обнаруживались в атмосфере или продуктах горения.
Если непосредственно у выхода из турбины преобладают традиционные сажевые частицы со слоистой структурой (67 нм), то уже в 15 метрах от двигателя 99% частиц представлены тремя новыми типами: луковичными, аморфными (26 нм) и следами аморфных (17 нм) наночастиц.
Анализ показал, что эти необычные частицы образуются в результате конденсации летучих органических соединений, вероятнее всего — компонентов авиационного масла. Это открытие ставит перед учеными целый ряд новых вопросов. Как именно образуются такие структуры в условиях работы реактивного двигателя? Какое влияние они могут оказывать на здоровье людей, особенно работников аэропортов и жителей близлежащих районов? Как эти частицы взаимодействуют с атмосферой, влияя на образование облаков и авиационных следов?
Особую озабоченность вызывает размер новых частиц — всего 10-20 нанометров. Такие ультрамелкие частицы способны проникать глубоко в дыхательную систему человека, а их биологическое воздействие пока совершенно не изучено. Не менее важны и климатические аспекты — физико-химические свойства новых частиц могут влиять на процессы образования облаков и атмосферную химию.
Открытие, сделанное в ходе исследования, имеет значение не только для экологии. Уникальные свойства луковичных наночастиц, которые прежде создавались только в лабораториях с применением высоких энергий, могут найти применение в материаловедении и нанотехнологиях. Однако прежде ученым предстоит ответить на более насущные вопросы о влиянии этих частиц на здоровье людей и окружающую среду.
Следующим шагом станут исследования распространения этих частиц в районе аэропортов и оценка их потенциального воздействия на организм человека. Полученные данные могут привести к пересмотру стандартов авиационного топлива и смазочных материалов, а также методов оценки экологического воздействия воздушного транспорта.
Напомним, Radian Aerospace представила проект многоразового аппарата R3V для тестирования технологий будущего космоплана.
