すす形成の初期段階：高解像度原子間力顕微鏡による分子構造の解明

すす形成の初期段階、すなわち発生と成長は、非常に議論が多く、燃焼研究における多くの進行中の研究の中心となっています。ここでは、原子間力顕微鏡（AFM）を用いて異なるすすサンプルを研究することで、これらのプロセスに関する新たな洞察を提供します。すすは、核生成プロセスの開始時、粒子サイズが約2-4nmのオーダーである状態で、ややすすが生じるプレミックスエチレン/空気炎から抽出されました。また、やや大きな粒子が存在する粒子成長の初期段階でも抽出されました。その後、すす形成の両段階からの分子成分が、CO官能化チップを用いて高解像度AFMで調査されました。加えて、芳香族すす分子の周辺によく見られる脂肪族五角環の原子コントラストとAFMに基づく明確な同定を確認するために、モデル化合物を研究しました。このような基が水素を除去することは、すす形成プロセスの両段階で検出された共鳴的に安定化されたπラジカルへの経路となる可能性があることを示します。このようなπラジカルは、芳香族分子間の結合力を合理的に説明するため、粒子の核生成において非常に重要である可能性があります。