Sunce kao izvor energije i katalizatori za ubrzavanje hemijskih reakcija bili su od kritične važnosti u nastanku prvih biohemijskih molekula na Zemlji. Istraživački tim je sada pokazao da je čvrsta supstanca taložena iz amonijačne i metanske plazme sposobna da koristi svetlosnu energiju za konverzije amina u imin. Ovaj proces je možda odigrao važnu ulogu u stvaranju prvih biomolekula. Studija je objavljena u časopisu Angevandte Chemie.
Pre između tri i četiri milijarde godina, na primordijalnoj Zemlji, prvi biomolekuli su se formirali pre eksplozije života. Ove rane hemijske reakcije, međutim, zahtevale su katalizatore. Ksinčen Vang i tim istraživača sa Univerziteta Fudžou u Kini otkrili su da je iskonska atmosfera sama po sebi mogla da posluži kao izvor ovih katalizatora.
Koristeći gasove metan i amonijak, koji su najverovatnije bili prisutni u mešavini vrućih gasova koja je obavijala svet u arhejskom dobu, tim je koristio hemijsko taloženje pare da bi proizveo azotna ugljenikova jedinjenja kao mogući katalizator. Otkrili su da se, u reakcionoj komori, molekuli kondenzuju iz plazme amonijaka i metana na površinu, brzo rastu da bi formirali čvrsti azotni ugljenični polimer sličan grafitu dopiranom azotom.
Kako je tim primetio, nepravilno ugrađeni atomi azota dali su ovom polimeru katalitički aktivna mesta i elektronsku strukturu koja je omogućila da bude uzbuđen svetlošću. Istraživači su se zatim okrenuli dokazivanju u kojoj meri supstanca može smanjiti ili oksidirati druge supstance pod dejstvom svetlosti.
Jedna od najznačajnijih reakcija na ranoj Zemlji možda je bila formiranje imina. Imini, takođe poznati kao Šifove baze, su dehidrogenisani oblik amina, jedinjenja sastavljenih od ugljenika, azota i vodonika. Mnogi hemičari pretpostavljaju da su na prvobitnoj Zemlji imini možda služili u formiranju prvih naslednih molekula ribonukleinske kiseline (RNK). Vang i njegov tim bi mogli da pokažu da njihov katalizator generisan plazmom može da pretvori amine u imine koristeći ništa osim sunčeve svetlosti.
Tim kaže da su fotokatalizatori na bazi ugljen nitrida, kao što je supstanca stvorena plazmom, mogli da traju milionima godina i da proizvedu važne hemijske intermedijere. Pored toga, mogli su da služe i kao izvor jedinjenja koja sadrže ugljenik i azot. Demonstrirajući da je moguće proizvesti takav katalizator koristeći samo gasove i uslove prisutne u atmosferi rane Zemlje, studija baca novo svetlo na mogući evolucioni put kojim su išli biomolekuli.
