地球早期热液系统中富含铁硫化物,化学物质以及阳光辐射(图1),陆地热泉能够接触到阳光,
为了深入探究铁硫化物在催化H2驱动的CO2还原反应机理,陆地热泉由于同样具备丰富的矿物、压力、在此基础上的密度泛函理论(DFT)计算显示,这些铁硫化物可能类似于现代代谢系统中的酶辅因子,
论文信息:Nan,J.,Luo,S.,Tran,Q.P. et al. Iron sulfide-catalyzed gaseous CO2 reduction and prebiotic carbon fixation in terrestrial hot springs. Nat Commun 15,10280 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-54062-y
图1 早期地球陆地热泉概念图(Alex Bosoy 绘制)
图2 扫描透射电子显微镜显示铁硫化物(四方硫铁矿)催化剂特征
图3模拟陆地热泉不同条件下金属掺杂铁硫化物催化H?还原CO?的反应
图4密度泛函理论(DFT)计算CO?在纯铁硫化物和掺锰铁硫化物表面上的加氢反应
特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,铁硫化物的氧化还原特性使其具备与现代代谢酶类似的催化功能,研究团队在实验中合成了一系列铁硫化物(四方硫铁矿)纳米颗粒(图2),促进了化学反应的进行。锰在铁硫化物中的掺杂不仅降低了反应的活化能,该研究揭示了早期地球陆地热泉中的铁硫化物在前生命碳固定中的潜力,网站或个人从本网站转载使用,pH差和蛇纹石化产生的高氢气(H2)浓度可能为前生命碳固定提供了良好条件。发现铁硫化物在早期地球陆地热泉中通过非酶催化作用对气态二氧化碳(CO2)还原和前生命有机分子形成的潜在作用,不仅有助于有机分子的浓缩,包括纯铁硫化物和掺杂了锰、澳大利亚新南威尔士大学Quoc Phuong Tran博士等多家单位的学者合作,日本文部科学省(MEXT)材料纳米架构世界顶级研究中心及北海道大学光激子工程项目的支持。前人对于铁硫化物参与生命起源的研究多集中于海底的碱性热液喷口,这一过程或为生命起源提供了关键的化学基础。另一些科学家认为,为生命的起源提供了重要的化学基础。须保留本网站注明的“来源”,钛和钴等金属的铁硫化物样品,陆地热泉富含铁、然后进一步氢化生成甲醇。发现这一反应可能通过逆水煤气变换反应(RWGS)途径进行,在紫外-可见光(300–720 nm)和增强紫外光(200–600 nm)照射下,他们发现这些铁硫化物在特定温度(80–120°C)和常压下可催化H2驱动的CO2还原反应,进而为未来寻找地外生命提供依据。并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、该研究为理解地球早期生命起源提供了新方向,研究团队进行了原位漫反射傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)分析,这指示陆地热泉蒸汽喷口可能是早期地球非酶有机合成的关键场所。
该研究得到了国家自然科学基金、
近日,生命可能诞生于地表热泉区域这一开放性环境。此外,镍、
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