De micro-gouttelettes de’ magie chimique pourrait avoir donné la vie, un coup de main

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Des gouttelettes de réduction peut faire la lumière sur les énigmes de l’effet prébiotique époque et offrent une nouvelle façon de faire de la chimie verte

Source: © 2019 American Chemical Society

Une réduction sensible de la teinture révèle les réactions chimiques qui se passe sur la surface d’un micromètre de la taille de la gouttelette d’eau

De minuscules gouttelettes d’eau se trouve dans les nuages, des embruns et des geysers peut spontanément réduire les sucres et les autres métabolites essentiels à leur surface. Ces microgouttelettes offre une explication plausible pour la création de sucres simples et d’autres molécules organiques avant l’existence de la vie sur Terre, car aucun agent de réduction ou appliquée de charge est nécessaire.

Un groupe de chercheurs dirigé par Richard Zare de l’Université de Stanford dans le NOUS est tombé sur la découverte lors de la tentative de créer des films d’or et de nanoparticules à l’aide de gouttes d’eau avec ajout de borohydrure de sodium.

‘J’ai dit à mon groupe, nous allons faire un contrôle enlevons l’agent réducteur, nous avons été à l’aide. Nous avons utilisé de l’eau, et à ma grande surprise, elle a produit des nanoparticules d’or dans des gouttelettes dit Zare.

Après d’importants travaux, l’équipe a créé ces résultats ne pouvaient pas être expliquées par la contamination. Donc, ils ont essayé de nouveau – cette fois avec la commune de biomolécules. Par pompage d’une seringue contenant des composés comme le pyruvate et le fumarate dissous dans l’eau par le biais d’un nebulising de gaz, ils ont produit des micro-gouttelettes, qui ont ensuite été exécuté par l’intermédiaire d’un spectromètre de masse. Dans trois cas sur quatre, ils ont constaté que plus de 90% des composés organiques en solution a été réduite.

Les chercheurs ont également été en mesure de confirmer visuellement le phénomène par imagerie de fluorescence de micro-gouttelettes contenant une réduction sensible de la teinture.

Alors que Zare et son équipe ne sais pas exactement ce qui se passe, ils ont émis l’hypothèse que l’effet peut être expliqué par trois phénomènes: l’augmentation de la concentration de l’ion hydroxyle, un très grand champ électrique à l’air de l’eau de l’interface et de l’absence de 3D de liaison hydrogène. “Où vous pouvez gagner un électron de l’eau?” demande Zare. “La réponse, je crois, est l’anion hydroxyle.’

Tous les organismes vivants sur la Terre, l’utilisation d’enzymes pour catalyser leurs voies métaboliques, mais quand la vie a commencé, les enzymes étaient absents. Ce puzzle a conduit les scientifiques à croire à l’existence d’un non-enzymatique de la voie métabolique. “Nous avons déjà fait les travaux montrant que les sucres et l’acide phosphorique, qui ne sont pas de réagir par eux-mêmes, dans les gouttelettes forment des choses comme le ribose-phosphate. Nous avons donc vu que les gouttelettes ont ce pouvoir de faire de la chimie”, explique Zare.

L’équipe estime également que cet effet pourrait offrir une nouvelle façon de faire de la chimie verte. À l’aide d’un brouillard, à grande échelle, la réduction pourrait être rendue possible en utilisant rien de plus que de l’eau.

“Si vous prenez un litre bécher et le remplir avec de l’eau, et de vous faire un micron gouttelettes de l’eau, vous aurez quelque chose comme 3000m2 de surface… environ la moitié d’un terrain de football”, explique Zare.

‘[Ce travail], montre que la surface de l’eau, de l’chimique de la capacité ou de l’affinité pour favoriser les réactions chimiques que nous ne voyons pas dans l’eau en vrac”, commente Ilan Benjamin, chimiste à l’Université de Californie, Santa Cruz, dans le NOUS, qui n’a pas été impliqué dans la recherche. “Cela a de nombreuses implications pour la chimie de l’atmosphère et même, probablement, à l’origine de la vie”.

Références

N. Zare et al, J. Am. Chem. Soc., 2019, DOI: 10.1021/jacs.9b03227