乙腈的分離度（試管中的土衛六）

2023-10-09 13:39:25 2

雖然代號「泰坦」的土衛六很是冰冷，但它還是很像地球的一個孿生兄弟，並且蘊藏了許多奧秘。據悉，土衛六是太陽系中唯一一個以有機分子主、並且充滿了湖泊與河流的奇異世界。儘管它與我們所在的家園並不完全相同，且雨水可能灼傷皮膚，但土衛六還是成為了探尋外星生命的一個熱門地點。

（圖自：NASA / JPL-Caltech）

按照計劃，美國宇航局將在 2027 年的「蜻蜓」（Dragonfly）任務期間，向土衛六派去一架「大型旋翼無人機」，以期探尋到一些非同尋常的東西。

不過在發射升空後，該飛船仍需經歷 7 年的時間，才會抵達距離地球近 10 億英裡的最終目的地。與此同時，許多研究人員正在努力了解那裡的環境。

舉個例子，南衛理公會大學的一支研究團隊，就在通過一項在試管中開展的新實驗，來模擬土衛六的環境狀況。

在美國化學學會（ACS）秋季會議上，該校助理教授、實驗首席研究員 Tomče Runčevski 在演講中稱：

土衛六存在許多與地球類似的有機分子，只是環境更加冰冷。如果我們要研究土衛六上的礦物質，就繞不開這些常見的有機分子，但要換一種視角去考量它們。

這項被稱作「試管中的土衛六」（Titan-in-a-glass）的實驗，就旨在做到這一點。研究人員在玻璃圓柱體中設置了泰坦的特徵，例如驟降的溫度和特徵液體。

然後添加了存在於土衛六大氣中的兩種分子，分別是乙腈（acetonitrile）和丙腈（propionitrile）。結果將分子混在一起後，研究人員觀察到了一些驚奇的現象：

實驗期間，兩種分子的結構序列發生了變化，高溫與低溫多晶型物（同質多形體）都變得更加穩定，且化合物的特性也略有不同。

這是非常有趣且重要的一點，畢竟到目前為止，所有針對乙腈而開展的大量研究，都假設其具有低溫多晶型物。而在土衛六上，溫度則要低得多。

據悉，土衛六的「冰點」低至 -290℉（-179℃）但這並不妨礙其生成「高溫」多晶型物。換言之，土衛六不僅僅對其產生了溫度上的化學影響。

Tomče Runčevski 補充道：在土衛六上，我們不能假設這些分子是單獨存在的。此外有關乙腈和丙腈特性的新發現，或解決許多困擾我們已久的地球化學問題。

在地球條件下，這些化學物質仍是液體狀態，因而無人關心其固態到底是什麼樣子。

得益於圍繞土衛六開展的相關研究，人們終於開始直面這些基本問題，同時也讓此類研究得到了振興。

最後，研究團隊希望根據 NASA 卡西尼-惠更斯（1997 - 2007）土星探測器任務期間收集的光譜數據，對其研究結果展開進一步的驗證。

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