对著名的米勒实验进行量子力学模拟，该实验中，简单的分子暴露在放电环境中以产生氨基酸，这可能发生在早期地球上作为生命的前兆，模拟表明一种以前未见的中间体，甲酰胺，可能在化学途径中发挥关键作用。
研究人员，法国巴黎UPMC的马可·赛塔和意大利墨西拿化学和物理过程研究所的弗朗兹·赛亚，还认为，矿物表面的局部电场可能在生物化学中的作用比以往所认识的要大。
赛塔和赛亚使用了新开发的量子力学计算方法，可以模拟原子和电子在强电场中的行为，从而“观察”反应过程中的事件链。“我们正在以皮秒的时间尺度进行这项研究，观察类似米勒反应的早期步骤，”赛塔说。
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模拟结果确定了甲酸和甲酰胺是反应中早期、短暂的中间体，这是以前没有见过的。赛塔认为，作为一种能量来源，电的一个潜在重要方面是其“方向性”——它可以在电场中对齐原子和分子，并以不同于其他能量来源（如简单加热）的方式促进化学反应。研究人员提出，矿物表面的短程局部电场可能在指导导致生命分子的化学反应中发挥了作用。“我的感觉是，电场除了能量之外还提供了其他东西，”赛塔说。
生物化学领域的其他研究人员对这些发现并不完全信服。美国斯克里普斯海洋研究所的杰弗里·巴达是该领域的先驱，他说：“这篇论文可能是在水基从头算分子动力学计算方面的一个进步，但我认为这并没有在很大程度上推动生物化学领域的发展。充其量，本文提出的合成途径只会对氨基酸的总体产量产生较小的贡献。”
美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的尼尔·戈德曼表示，这项工作确实为“闪电等放电可能在早期地球上形成生物分子中发挥作用”的观点提供了“新的见解”。 然而，戈德曼补充说：“一个批评是，作者选择在其研究中使用稍微还原或富氢的混合物，而早期地球上的大气被认为是富含二氧化碳的，这可能在电场的存在下导致非常不同的化学反应。对更真实的生物混合物进行类似的研究可能会为未来的实验产生有趣的预测。”
本文经《化学世界》许可转载。这篇文章于2014年9月16日首次发表。