Funcionalización de coronenos con pequeñas cadenas de carbono: estudio químico cuántico

Abstract

Un estudio reciente realizado en el marco de la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) por Zanolli y coautores (A&A 675, L9, 2023) sugiere que especies formadas por anillos aromáticos policíclicos (PAHs) conectados a través de cadenas lineales de carbono podrían ser responsables de señales espectroscópicas en la región infrarroja del medio interestelar, conocidas como bandas de emisión infrarroja no identificadas (UIR). Este estudio se basa en la detección confirmada de PAHs planos pequeños y de cadenas de carbono lineales (l-Cn) de diferentes longitudes en el medio interestelar, según investigaciones previas (Léger, A. A&A, 216, 148, 1989; Tielens, A. G. G. M., ARA&A, 46, 289, 2008; Mitchell, G. F., & Huntress, W. T., Nature, 278, 722, 1979). Los cálculos teóricos de Zanolli y coautores muestran cómo alargar la cadena de carbono afecta la aparición de señales espectrales en el rango infrarrojo cercano. Sin embargo, este estudio se enfoca solo en cadenas de carbono y PAHs planos pequeños. El objetivo de este trabajo es simular la emisión infrarroja del coroneno, el cual es un PAH, conectado por cadenas de carbono, con numero par e impar de carbonos, y comprender cómo cambia la reactividad con la nueva estructura molecular. Este enfoque permitirá una mejor comprensión de las interacciones y estabilidad de las moléculas PAHs modificadas por otras especies en el espacio interestelar, aportando evidenciapara la identificación de bandas espectrales y el estudio de procesos astroquímicos.

A recent study conducted within the framework of Density Functional Theory (DFT) by Zanolli and co-authors (A&A 675, L9, 2023) suggests that species formed by polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) rings connected through linear carbon chains could be responsible for spectroscopic signals in the infrared region of the interstellar medium, known as unidentified infrared emission bands (UIR). This study is based on the confirmed detection of small planar PAHs and linear carbon chains (l-Cn) of different lengths in the interstellar medium, according to previous research (Léger, A. A&A, 216, 148, 1989; Tielens, A. G. G. M., ARA&A, 46, 289, 2008; Mitchell, G. F., & Huntress, W. T., Nature, 278, 722, 1979). Theoretical calculations by Zanolli and co-authors show how lengthening the carbon chain affects the appearance of spectral signals in the near-infrared range. However, this study focuses only on carbon chains and small planar PAHs. The aim of this work is to simulate the infrared emission of coronene, which is a PAH, connected by carbon chains with an even and odd number of carbons, and to understand how reactivity changes with the new molecular structure. This approach will allow a better understanding of the interactions and stability of PAH molecules modified by other species in the interstellar space, providing evidence for the identification of spectral bands and the study of astrochemical processes.