Trois couches de polymère bord à bord à liaison hydrogène. Chaque couche a quatre tiges de polymère liées à un sommet central. Les atomes sont colorés comme suit :blanc d'hydrogène, noir carbone, bleu d'azote, rouge oxygène, rose silicone, et vert de fer. Crédit :Julie Elizabeth Mary McGeoch et Malcolm William McGeoch.
De nombreuses météorites, qui sont de petits morceaux d'astéroïdes, ne subissent des températures élevées à aucun moment de leur existence. À cause de ce, ces météorites fournissent un bon enregistrement de la chimie complexe présente quand ou avant la formation de notre système solaire il y a 4,57 milliards d'années.
Pour cette raison, les chercheurs ont examiné les acides aminés individuels dans les météorites, qui viennent dans une riche variété et dont beaucoup ne sont pas dans les organismes actuels.
Dans Physique des fluides , des chercheurs de l'Université Harvard montrent l'existence d'un groupe systématique de polymères d'acides aminés parmi plusieurs membres de la plus ancienne classe de météorites, le type CV3. Les polymères forment des structures organisées, comprenant des nanotubes cristallins et un réseau de remplissage d'espace de symétrie de diamant régulière avec une densité estimée à 30 fois inférieure à celle de l'eau.
"Parce que les éléments nécessaires à la formation de nos polymères étaient présents il y a 12,5 milliards d'années, et il semble y avoir une voie en phase gazeuse vers leur formation, il est possible que cette chimie ait été et soit présente dans tout l'univers, ", a déclaré l'auteur Julie McGeoch.
La prévention de la contamination terrestre était une priorité absolue pour les chercheurs. Ils ont conçu une méthode de salle blanche utilisant un moteur pas à pas propre avec des trépans en diamant brasés sous vide pour enfoncer plusieurs millimètres dans l'échantillon de météorite avant de récupérer le matériau nouvellement gravé uniquement au fond du trou. Plusieurs forets ont été utilisés dans une seule gravure, le tout étant nettoyé aux ultrasons.
Les particules de météorite résultantes à l'échelle du micron ont ensuite été placées dans des tubes et stockées à moins 16 degrés Celsius. Les polymères ont été induits à diffuser hors des particules micrométriques via l'extraction de Folch, qui implique deux phases chimiques liées à des solvants différents avec des densités différentes.
La spectrométrie de masse a révélé l'existence des polymères, qui étaient composés de chaînes de glycine, l'acide aminé le plus simple, avec un supplément d'oxygène et de fer. Ils avaient un rapport deutérium/isotope d'hydrogène très élevé qui a confirmé leur origine extraterrestre.
Cette recherche a été inspirée par des observations sur un petit protéine biologique hautement conservée qui emprisonne l'eau. Cette découverte suggérait que si une telle molécule pouvait se former dans l'espace en phase gazeuse, cela aiderait la chimie précoce en fournissant de l'eau en vrac.
Les chercheurs ont utilisé la chimie quantique pour montrer que les acides aminés devraient être capables de polymériser dans l'espace au sein de nuages moléculaires. retenir l'eau de polymérisation. De nombreuses expériences ont suivi en utilisant des météorites comme source de polymère aboutissant à des structures 3D.
Aller de l'avant, les chercheurs espèrent obtenir plus de détails sur les tiges de glycine via une analyse continue aux rayons X. D'autres polymères de la même classe restent à caractériser et pourraient révéler l'énergétique de la formation des polymères.
