對著名的米勒實驗進行量子力學模擬，該實驗中，簡單的分子暴露在放電環境中以產生氨基酸，這可能發生在早期地球上作為生命的前兆，模擬表明一種以前未見的中間體，甲醯胺，可能在化學途徑中發揮關鍵作用。
研究人員，法國巴黎UPMC的馬可·賽塔和義大利墨西拿化學和物理過程研究所的弗朗茲·賽亞，還認為，礦物表面的區域性電場可能在生物化學中的作用比以往所認識的要大。
賽塔和賽亞使用了新開發的量子力學計算方法，可以模擬原子和電子在強電場中的行為，從而“觀察”反應過程中的事件鏈。“我們正在以皮秒的時間尺度進行這項研究，觀察類似米勒反應的早期步驟，”賽塔說。
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模擬結果確定了甲酸和甲醯胺是反應中早期、短暫的中間體，這是以前沒有見過的。賽塔認為，作為一種能量來源，電的一個潛在重要方面是其“方向性”——它可以在電場中對齊原子和分子，並以不同於其他能量來源（如簡單加熱）的方式促進化學反應。研究人員提出，礦物表面的短程區域性電場可能在指導導致生命分子的化學反應中發揮了作用。“我的感覺是，電場除了能量之外還提供了其他東西，”賽塔說。
生物化學領域的其他研究人員對這些發現並不完全信服。美國斯克裡普斯海洋研究所的傑弗裡·巴達是該領域的先驅，他說：“這篇論文可能是在水基從頭算分子動力學計算方面的一個進步，但我認為這並沒有在很大程度上推動生物化學領域的發展。充其量，本文提出的合成途徑只會對氨基酸的總體產量產生較小的貢獻。”
美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的尼爾·戈德曼表示，這項工作確實為“閃電等放電可能在早期地球上形成生物分子中發揮作用”的觀點提供了“新的見解”。 然而，戈德曼補充說：“一個批評是，作者選擇在其研究中使用稍微還原或富氫的混合物，而早期地球上的大氣被認為是富含二氧化碳的，這可能在電場的存在下導致非常不同的化學反應。對更真實的生物混合物進行類似的研究可能會為未來的實驗產生有趣的預測。”
本文經《化學世界》許可轉載。這篇文章於2014年9月16日首次發表。