Um produto químico conhecido pelos seus perigos para os seres humanos pode desempenhar um papel inesperado nos primeiros passos da vida na Terra. O cianeto de hidrogênio, que é altamente tóxico, pode formar cristais em baixas temperaturas. Simulações de computador foram publicadas Ciência Central ACS sugere que algumas das superfícies desses cristais são incomumente reativas, permitindo a ocorrência de processos químicos que normalmente não ocorreriam sob condições tão frias. Segundo os pesquisadores, essas reações podem criar uma cadeia de eventos que cria vários dos blocos básicos de construção da vida.
“Podemos nunca saber exatamente como a vida começou, mas compreender como alguns dos seus componentes tomaram forma está ao nosso alcance. O cianeto de hidrogénio é provavelmente uma fonte desta complexidade química, e mostramos que pode reagir surpreendentemente rápido em locais frios,” disse Martin Rahm, autor correspondente do estudo.
Cianeto de hidrogênio em química extraterrestre e elementar
O cianeto de hidrogênio não é raro no universo. Foi detectado em cometas e nas atmosferas de planetas e luas (por exemplo, a lua de Saturno, Titã). Quando o cianeto de hidrogênio interage com a água, pode dar origem a polímeros, aminoácidos e nucleobases (componentes de proteínas e fitas de DNA, respectivamente). Para entender melhor o quão reativa essa molécula pode ser, Marco Cappelletti, Hilda Sandström e Martin Rahm usaram modelagem computacional para estudar o cianeto de hidrogênio em seu estado congelado.
Nas suas simulações, a equipe modelou um cristal estável de cianeto de hidrogênio como um cilindro com cerca de 450 nanômetros de comprimento. A estrutura consiste em uma base circular e um topo com múltiplas faces planas que lembram uma pedra preciosa lapidada. Este padrão corresponde muito a observações anteriores de formações cristalinas descritas como “teias de aranha” que irradiam para fora a partir de um ponto central onde bordas multifacetadas se encontram.
Química inesperada no frio extremo
Cálculos mostram que esses cristais congelados podem promover reações químicas normalmente ausentes em ambientes extremamente frios. Ao analisar o comportamento químico da superfície do cristal, os pesquisadores identificaram duas vias de reação que podem converter cianeto de hidrogênio em isocianeto de hidrogênio, um composto mais reativo. Dependendo da temperatura, essa transformação pode ocorrer em minutos ou dias. Os pesquisadores observam que a presença de isocianeto de hidrogênio na superfície do cristal provavelmente criará moléculas prebióticas mais complexas.
Testando previsões no laboratório
A equipe espera que suas descobertas inspirem experimentos de laboratório para testar essas previsões. Um método proposto envolve a exposição de superfícies cristalinas frescas à presença de uma substância como a água para esmagar os cristais de cianeto de hidrogênio. Os cientistas podem então observar se estas superfícies promovem a formação de moléculas complexas sob condições extremamente frias.
Os autores reconhecem o financiamento do Conselho Sueco de Pesquisa e da Infraestrutura Acadêmica Nacional para Supercomputação na Suécia.
