水溶液微滴气液界面中氨与二氧化碳自发形成尿素的环境条件研究

来自国际研究团队的Azizbaig Mohajer等人通过单液滴实验结合量子化学建模，首次在环境条件下观测到氨(NH3)与二氧化碳(CO2)在水性气溶胶微滴气液界面的自发尿素形成。该研究突破传统尿素合成需高温高压或催化剂的限制，揭示微滴表面化学梯度驱动的非传统反应路径，为生命起源化学和绿色化工提供新范式。

　　

在探索生命起源与绿色化学的交叉领域，一项突破性研究揭示了水性微滴表面惊人的化学反应能力。氨(NH₃)与二氧化碳(CO₂)这对经典组合，在环境温度压力下竟于气溶胶液滴表面自发形成尿素——这个连接无机化学与生命的关键分子。

通过光学镊子捕获单液滴并结合拉曼光谱标记技术，研究团队捕捉到微滴表面层如同微型流动反应器的神奇特性。这里存在的化学梯度创造出独特反应路径，使得传统需要200°C高温和150巴高压的尿素合成反应，在常温常压条件下悄然发生。

这项发现颠覆了人们对化学反应条件的认知：微滴界面不仅大幅降低反应能垒，更展现出与体相溶液截然不同的反应动力学。对于理解前生命化学(prebiotic chemistry)中尿素的形成机制，以及开发环境友好的化工生产工艺，都具有范式转变的意义。量子化学计算进一步证实，这种界面介导的反应机制可能普遍存在于微滴化学体系中。