苏黎世联邦理工学院物理化学教授Ruth Signorell领导的研究团队发现了一条此前未知的尿素形成反应路径，可能为此提供答案。这项研究刚刚发表于《科学》期刊。

水面上的化学反应

工业上利用氨(NH₃)和二氧化碳(CO2)生产尿素需要高压高温或化学催化剂。在人体和动物体内，酶促作用能在常温下完成相同反应，将蛋白质分解产生的毒性氨转化为尿素排出。由于这种简单分子含有氮、碳元素，且在荒芜的早期地球可能就已存在，许多研究者认为尿素可能是复杂生物分子的前体。

"我们的研究展示了尿素在前生命地球上可能的形成途径，"Signorell表示——"即水分子与大气气体在界面发生的反应：在水体表面。"

微滴边缘的反应器

研究团队以海浪飞沫和薄雾中的微小水滴为研究对象。科研人员观察到，在常温常压下，二氧化碳(CO2)和氨(NH₃)能在水滴表层自发形成尿素。气液相界面处的特殊化学环境使得这种自发性反应成为可能。

由于微滴具有极大的表面体积比，化学反应主要发生在近表面区域。该区域形成的化学浓度梯度构建起微型反应堆，水分子界面层的pH梯度创造出必要的酸性环境，开启了液相中通常无法进行的非常规反应路径。

"这个反应的非凡之处在于无需外界能量输入，"论文共同第一作者Mercede Mohajer Azizbaig强调。这不仅赋予该过程技术应用价值，更为理解生命演化关键过程提供了新视角。

通往远古地球的窗口

论文第一作者Pallab Basuri指出："在这个充满争议的研究领域，实验验证尤为重要。"奥本大学合作者Evangelos Miliordos和Andrei Evdokimov的理论计算证实：微滴表面的尿素反应确实无需外界能量供应。

研究表明，这种自然反应在早期地球富CO₂的大气环境中同样可能发生。含氨的水性气溶胶或雾滴可能充当了天然反应器，孕育出尿素等前体分子。"我们的工作表明，看似普通的界面可能成为动态反应空间，提示生物分子可能存在比预期更普遍的起源，"Signorell总结道。

从长远来看，CO₂与氨在常温下的直接反应也为气候友好型尿素及其衍生品的工业生产提供了潜在可能。