Catalyseur photoredox primordial
Le graphite dopé à l'azote catalyse des réactions pour donner des biomolécules précoces
Le soleil en tant que source d'énergie et les catalyseurs permettant d'accélérer les réactions chimiques ont joué un rôle essentiel dans l'apparition des premières molécules biochimiques sur Terre. Une équipe de chercheurs vient de montrer qu'un solide déposé à partir d'un plasma d'ammoniac et de méthane est capable d'utiliser l'énergie lumineuse pour la conversion d'amines en imines. Ce processus pourrait avoir joué un rôle important dans la création des premières biomolécules. L'étude a été publiée dans la revue Angewandte Chemie.
(c) Wiley-VCH
Il y a trois à quatre milliards d'années, sur la Terre primordiale, les premières biomolécules se sont formées avant l'explosion de la vie. Ces premières réactions chimiques nécessitaient toutefois des catalyseurs. Xinchen Wang et une équipe de chercheurs de l'université de Fuzhou, en Chine, ont découvert que l'atmosphère primordiale elle-même aurait pu servir de source pour ces catalyseurs.
À partir de méthane et d'ammoniac, très probablement présents dans le mélange de gaz chauds qui enveloppait le monde à l'ère archéenne, l'équipe a utilisé le dépôt chimique en phase vapeur pour produire des composés carbonés azotés qui pourraient servir de catalyseurs. Ils ont constaté que, dans une chambre de réaction, des molécules se condensaient à partir d'un plasma d'ammoniac et de méthane sur une surface, se développant rapidement pour former un polymère solide de carbone azoté similaire au graphite dopé à l'azote.
Comme l'a observé l'équipe, les atomes d'azote incorporés de manière irrégulière confèrent à ce polymère des sites catalytiques actifs et une structure électronique qui lui permet d'être excité par la lumière. Les chercheurs ont ensuite cherché à déterminer dans quelle mesure la substance pouvait réduire ou oxyder d'autres substances sous l'effet de la lumière.
L'une des réactions les plus importantes sur la Terre primitive pourrait avoir été la formation d'imines. Les imines, également appelées bases de Schiff, sont une forme déshydrogénée des amines, des composés constitués de carbone, d'azote et d'hydrogène. De nombreux chimistes supposent que, sur la Terre primordiale, les imines ont pu servir à la formation des premières molécules héréditaires d'acide ribonucléique (ARN). Wang et son équipe ont pu démontrer que leur catalyseur généré par plasma peut convertir les amines en imines en utilisant uniquement la lumière du soleil.
L'équipe affirme que les photocatalyseurs à base de nitrure de carbone, tels que la substance générée par le plasma, auraient pu durer des millions d'années et produire d'importants intermédiaires chimiques. En outre, ils auraient pu servir de source de composés contenant du carbone et de l'azote. En démontrant qu'il est possible de produire un tel catalyseur en utilisant uniquement les gaz et les conditions présents dans l'atmosphère de la Terre primitive, l'étude jette un nouvel éclairage sur l'évolution possible des biomolécules.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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