Кристали ціаністого водню можуть стати важливим елементом у процесі виникнення життя.

Заморожений ціаністий водень стає мікроскопічним реактором, що забезпечує умови для виникнення перших молекул життя, навіть в умовах холодного космосу.

Дослідження, очолене Мартіном Рамом та його командою, опубліковане в ACS Central Science, показує несподівані властивості замороженого ціаністого водню. Виявилося, що ця речовина не просто залишається інертною в холоді, а перетворюється на мікроскопічний реактор, який запускає хімічні процеси, здатні закласти основу для виникнення життя.

Ціаністий водень є поширеним елементом у нашій Сонячній системі та всесвіті загалом. Його можна знайти в атмосфері різних супутників і планет, а також у кометах і міжзоряних газових хмарах. Завдяки його участі в процесах синтезу амінокислот і нуклеотидних основ у взаємодії з водою, науковці вважають його важливою молекулою, що передує життю. Нещодавнє дослідження розширює наші знання, показуючи, що тверда форма ціаністого водню створює потужні електричні поля на своїх полярних ділянках, які здатні пришвидшувати складні хімічні реакції навіть при наднизьких температурах.

Ціаністий водень перетворюється на витончені голкоподібні кристали, які нагадують павутиння. Дослідницька команда змоделювала кристал, що має довжину приблизно 450 нанометрів, відзначивши, що його грановані кінці подібні до структур, які можна спостерігати під мікроскопом. Поверхня цих кристалів демонструє незвичайну поведінку, виявляючи високоенергетичні грані, здатні створювати локалізовані електричні поля потужністю до 1,25 В/Å. Ці електричні поля функціонують як міні-каталізатори, сприяючи хімічним реакціям навіть при низьких температурах.

Команда дослідників виявила два можливі шляхи перетворення ціаністого водню в ізоціаністий водень, що є більш активною молекулою. Ці реакційні процеси можуть відбуватися впродовж кількох хвилин за підвищених температур або ж затягуватися на декілька днів в умовах низьких температур. Наявність ізоціаністого водню на цих поверхнях підвищує ймовірність утворення складніших молекул, які пов'язані з основними складовими життя.

На Титані, супутнику планети Сатурн, тверда форма ціаністого водню накопичується приблизно на рівні 2 міліметри за кожен мільйон років. Це середовище просякнуте космічним випромінюванням, ультрафіолетовими променями від Сонця та зарядженими частками з магнітосфери Сатурна, які активізують реакції на поверхні. Дослідники вважають, що такі умови є сприятливими для ініціювання процесів каталізу на поверхні.

Дослідження здатне пролити світло на таємничо високу присутність ізоціаністого водню в холодних зонах, зокрема в кометах та атмосфері Титана. Поверхні кристалів ціаністого водню відкривають новий механізм трансформації, який не обмежується енергією, а залежить від швидкості десорбції.