作者:安德鲁·布里森，新加坡剑桥高级研究和教育中心
信用:Unsplash/CC0公共领域
煤烟是世界上对气候变化影响最大的因素之一
其影响类似于全球甲烷排放，其破坏力仅次于二氧化碳
这是因为烟灰颗粒吸收了太阳辐射，太阳辐射加热了周围的大气，导致全球变暖
煤烟还会导致其他一些环境和健康问题，包括让我们更容易感染呼吸道病毒
烟尘只在大气中存在几个星期，这表明如果这些排放能够被阻止，那么空气将会迅速变干净
这一点最近在最近的封锁中得到了证明，一些主要城市报告工业排放停止后天空晴朗
但是煤烟也是我们未来的一部分
烟灰可以通过热处理转化为有用的炭黑产品，以去除任何有害成分
炭黑是电池、轮胎和油漆的关键成分
如果这些碳足够小，它们甚至可以发出荧光，并被用于标记生物分子、催化剂甚至太阳能电池
鉴于煤烟的重要性以及人类产生煤烟的时间，你会认为它的形成已经被完全理解了
然而，事实并非如此
特别是，当分子聚集形成第一个碳烟纳米粒子时的临界转变是未知的
如果完全了解煤烟的来源，我们就有可能消除它的形成，从而大大减少它对环境的影响，并制造出更好的碳材料
考虑到这一点，剑桥大学和剑桥关爱的研究人员最近发表了一份关于煤烟诞生的综合评论——在煤烟中，分子变成了粒子
在发表于《能源与燃烧科学进展》的题为“煤烟开始:火焰中碳质纳米粒子的形成”的综述中，作者Dr
雅各布·马丁博士
毛林·萨拉曼卡和CARES主任马库斯·克拉夫特教授首先指出: “然而，直到最近十年，燃烧科学中的实验和计算技术才得以窥见火焰中含碳微粒的最早形成机制
" 下图显示了从燃料到烟尘的一些新的实验见解
在该图中，纳米粒子的形成(烟灰开始)是烟灰粒子的诞生
“煤烟开始:火焰中碳纳米粒子的形成”的图形摘要:雅各布·马丁 已经提出了两种主要的烟灰形成途径——物理冷凝(其中分子形成液滴)或化学聚合(其中分子反应形成颗粒)
但是，这两种途径本身都不是最佳的，因为“前体分子的物理和电凝聚很快，但太弱，无法将烟灰保持在一起，而大多数化学键很强，但迄今提出的机制太慢，无法解释实验中观察到的烟灰的快速增长
" 根据碳氢比和分子量排列的各种碳烟纳米颗粒示意图
信用:雅各布·马丁 相反，作者提出了一种“中间路线”，涉及物理和化学两方面的机制
强调了涉及π-自由基和直接自由基的有希望的选择，然而，特定机制和预测模型的结论性证据仍然缺乏
最后，作者总结道，“碳纳米粒子的排放需要成为未来燃烧装置和新材料应用的研究和工业重点
" “烟尘初期:火焰中碳质纳米粒子的形成”由新加坡剑桥高级研究和教育中心有限公司和剑桥大学的研究人员发表在《能源和燃烧科学进展》上
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