Ученые открыли химию азотоводородов под давлением

Профессор Сколтеха Артем Оганов совместно с коллегами из США и Китая

обнаружили крайне сложную и разнообразную химию азотоводородов (соединений N-H) под давлением. Ученые применили эволюционный алгоритм USPEX (Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography) и показали, что такие нетипичные соединения, как N8H N4H, N3H, N9H4, N2H, NH, NH2, N3H7, NH4 и NH5 оказываются стабильными при высоком давлении и демонстрируют ряд необычный свойств.

«Получается, что азотоводороды химически более разнообразны, чем углеводороды — а это открывает перспективы существования производных от азотоводородов соединений, более разнообразных и многочисленных, чем органические соединения. Можно даже задуматься о том, возможна ли жизнь, построенная не на углеродной (органической), а азотной химии — тем более, что огромные количества азота и водорода, вместе с другими элементами, существуют под давлением в недрах планет Нептуна и Урана«, — рассказывает профессор Сколтеха Артем Оганов.

Водород — самый распространенный элемент в нашей вселенной. Азот занимает 7 место, однако на таких гигантских планетах, как Уран и Нептун его очень много наравне с углеродом, водородом и кислородом. Соединения на основе С-О и H-O уже досконально изучены, однако системам, основанным на N-H не уделяли большого внимания. Аммиак — единственный азотоводород, проявляющий стабильность в широком диапазоне давлений и температур, поэтому он считался одним из главных содержимых недр Урана и Нептуна. Однако в ходе данного исследования было обнаружено множество других соединений азота, существование которых ранее считалось невозможным. Разнообразие предсказанных веществ, их способность участвовать в реакциях, выделяющих энергию и способность служить информационной матрицей (аналогом ДНК) — указывают на то, что азотоводородная химия может являться основой жизни на других планетах, аналогично тому, как углеводородная химия является основой жизни на Земле.

Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports.