Complexitat química a l’espai i a la Terra induïda per superfícies d’estat sòlid. Investigacions mitjançant química quàntica.
La formació dels primers sistemes de tipus solar implica l'ocurrència de passos successius, representats principalment per les fases de formació preestelar, protoestelar, d'un disc protoplanetari, així com les fases planetessimal i planetària. Aquesta evolució va acompanyada d'un augment de la complexitat molecular, en la qual es formen molècules més complexes en cada pas [4]. La interpretació habitual del complex escenari de les reaccions moleculars que es produeixen en l'espai és a través d'una cascada de reaccions en fase gasosa [5]. No obstant això, amb l'ús de models cinètics s'ha reconegut des de fa molt de temps que el procés de fase gasosa per si sol no pot justificar l'abundància en l'univers de la molècula més simple, H2; recórrer a les reaccions que ocorren en les superfícies dels grans còsmics és obligatori per poder reconciliar la predicció amb l'observació [6].
Per tant, també els materials còsmics en estat sòlid juguen un paper clau en la complexitat química, ja que les seves superfícies proporcionen llocs catalítics que afavoreixen les reaccions químiques pivotals. Un possible destí de les biomolècules còsmiques és arribar a la Terra a través de meteorits o cometes per convertir-se en un dels blocs de construcció per a la formació dels biopolímers prístins. La formació de biopolímers és molt difícil, ja que aquestes reaccions són desfavorables termodinàmicament en aigua amb altes barreres cinètiques [7].
No obstant això, durant molt de temps s'ha proposat que els minerals naturals podrien haver jugat un paper fonamental afavorint aquestes reaccions, ja que presenten llocs específics en les seves superfícies que poden absorbir i concentrar compostos orgànics prebiòtics [8, 9]. Els mètodes de química quàntica computacional poden ajudar a aclarir possibles canals reactius per a la formació de molècules utilitzant models adequats de l'estructura atòmica dels sistemes (incloent les superfícies esteses), ja que ens permeten caracteritzar les trajectòries químiques al llarg de les superfícies energètiques potencials. A la xerrada, parlarem sobre alguns exemples del nostre propi treball per simular molècules essencials i MOC en grans interestel·lars, així com sobre la formació de polipèptids a través de la reacció de condensació d'aminoàcids en superfícies minerals.
Font de la imatge: uab.cat