揭示生命起源线索：土卫六上氰化氢与甲烷、乙烷的意外混合

来自 实验室仪器网

宇航局的研究人员取得了一项意想不到的发现，该发现挑战了化学的基本规则之一，并提供了有关土星神秘卫星土卫六的新知识。在其极冷的环境中，通常不相容的物质仍然可以混合。这一发现拓宽了我们在生命出现之前对化学的理解。

长期以来，科学家们一直对土星最大的橙色卫星感兴趣，因为它的演化可以让我们更多地了解我们自己的星球以及通往生命的最早化学步骤。土卫六的寒冷环境，以及其充满氮气和甲烷的厚厚大气层，与数十亿年前被认为存在于年轻地球上的条件有许多相似之处。因此，通过研究土卫六，研究人员希望找到有关生命起源的线索。

科研人员长期以来一直致力于更多地了解土卫六上正在发生的事情。他现在希望研究小组的惊人发现，即某些极性和非极性物质可以结合，这将为未来对土卫六的研究提供信息。

研究人员发表在科学杂志《PNAS》上的论文表明，甲烷、乙烷和氰化氢——大量存在于大气层和土卫六表面——可以以一种以前认为不可能的方式相互作用。氰化氢是一种极性极性极大的分子，可以与甲烷和乙烷等完全非极性物质形成晶体，这令人惊讶，因为这些物质通常保持严格分离，就像油和水一样。

这些物质之间意想不到的相互作用的发现可能会影响我们如何理解土卫六的地质及其湖泊、海洋和沙丘的奇异景观。此外，氰化氢可能在几种生命组成部分的非生物创造中发挥重要作用，例如用于构建蛋白质的氨基酸和遗传密码所需的核碱基。因此，我们的工作还有助于深入了解生命出现之前的化学，以及它在极端、荒凉的环境中如何进行。

研究的背景是关于土卫六的一个悬而未决的问题：氰化氢在土卫六大气层中产生后会发生什么？表面是否有数米的沉积物，或者是否以某种方式与周围环境相互作用或反应？为了寻找答案，宇航局推进实验室 （JPL） 的一个小组开始进行实验，在低至 90 开尔文（约 -180 摄氏度）的温度下将氰化氢与甲烷和乙烷混合。在这些温度下，氰化氢是晶体，甲烷和乙烷是液体。

当他们使用激光光谱（一种在原子水平上检查材料和分子的方法）研究此类混合物时，他们发现分子完好无损，但仍然发生了一些事情。为了了解什么，研究小组，该小组对氰化氢进行了广泛的研究。

研究人员使用大规模计算机模拟来测试数千种在固态下组织分子的不同方法，以寻找答案。在他们的分析中，他们发现碳氢化合物已经穿透了氰化氢的晶格，并形成了稳定的新结构，称为共晶。

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