Foto: AI/ScienceDaily.com

Úvod do objevu

Smrtící chemikálie známá jako kyanovodík, která je pro člověka vysoce toxická, mohla sehrát nečekanou roli v prvních krocích k životu na Zemi. Kyanovodík může při nízkých teplotách zmrznout do krystalů. Počítačové simulace publikované v časopise ACS Central Science naznačují, že určité povrchy těchto krystalů jsou neobvykle reaktivní, což umožňuje chemické procesy, které by se za normálních okolností v tak chladných podmínkách nemohly odehrát.

Autor původního článku: redakce

Kyanovodík ve vesmíru a rané chemii

Kyanovodík není ve vesmíru vzácný. Byl detekován na kometách a v atmosférách planet a měsíců, například na Saturnově měsíci Titanu. Když kyanovodík interaguje s vodou, může vést k tvorbě polymerů, aminokyselin a nukleobází, které jsou základními složkami bílkovin a DNA.

Simulace a reaktivita krystalů

Pro lepší pochopení reaktivity této molekuly použili Marco Capelletti, Hilda Sandström a Martin Rahm počítačové modelování ke studiu kyanovodíku v jeho zmrzlém stavu. V jejich simulacích tým modeloval stabilní krystal kyanovodíku tvarovaný jako dlouhý válec o délce přibližně 450 nanometrů. Struktura zahrnovala zaoblenou základnu a vrchol s několika plochými plochami připomínajícími broušený drahokam.

Nečekaná chemie v extrémním chladu

Výpočty ukázaly, že tyto zmrzlé krystaly mohou podporovat chemické reakce, které jsou obvykle v extrémně chladných prostředích nepřítomné. Analýzou chemického chování povrchů krystalů identifikovali vědci dvě reakční cesty, které by mohly transformovat kyanovodík na izokyanovodík, což je reaktivnější sloučenina. V závislosti na teplotě by tato přeměna mohla proběhnout během několika minut nebo trvat několik dní.

Budoucí laboratorní experimenty

Tým doufá, že jejich zjištění inspirují laboratorní experimenty k testování těchto předpovědí. Jeden navrhovaný přístup zahrnuje drcení krystalů kyanovodíku v přítomnosti látek, jako je voda, aby se odhalily čerstvé povrchy krystalů. Vědci by pak mohli pozorovat, zda tyto povrchy podporují tvorbu složitých molekul za extrémně chladných podmínek.

Autoři uznávají financování od Švédské výzkumné rady a Národní akademické infrastruktury pro superpočítače ve Švédsku.