超臨界二氧化碳,一個被普遍應用又能反應生命起源的神奇試劑

2020-12-05 神龜洛書

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

說起二氧化碳大家都很熟悉,它廣泛地分布在我們的周圍,無論是吃飯,睡覺還是工作,娛樂都遍布著它的身影。人類每天都在製造大量的二氧化碳,小到呼吸運動達到工廠運轉,它無影無蹤卻實實在在的存在著。

大多數人對二氧化碳的理解,只停留在是氣體,沒什麼用處畢竟我們有不呼吸它,沒有氧氣來的重要等等,但實際上無論是在哪一方面,二氧化碳都有著舉足輕重的作用。

但是今天並不科普二氧化碳的重要性,但今天的主角和二氧化碳有著密不可分的聯繫,它不同於二氧化碳氣液固三種狀態,獨立於這三種狀態的神奇性質在生活中有著廣泛的應用,甚至它還能揭開生命起源的秘密。

它,就是超臨界二氧化碳。不過要了解它的具體信息,我們還是要從普通的,沒有什麼存在感的二氧化碳說起。

二氧化碳

雖然嘴上說著二氧化碳沒什麼存在感,但實際上,人類早在原始社會時期就冥冥之中感受到了它的存在,不過由於受到科學技術的限制,「天真」的原始人將二氧化碳當作一種十分兇殘的妖怪。

中國在發現二氧化碳方面走在世界前列,在公元3世紀,即西晉時期,一位名叫張華的人在其著作《博物志》中就記載了在燒白石做白灰的過程中產生的一種氣體,這種氣體就是二氧化碳

由於二氧化碳的凝固點很低(5.2atm下,-78.5℃),所以日常生活中我們很難見到二氧化碳液體以及固體的形式,不過在電視的舞臺上我們所見到的白霧就是由乾冰升華吸熱所造成的。

二氧化碳在大氣中所佔的濃度約為萬分之四

超臨界二氧化碳

31℃,7.3Mpa的溫度和壓力條件下,二氧化碳才會以超臨界態的形式存在。超臨界態既有氣態時的性質又有液態時的性質,還具有新性質。

超臨界二氧化碳能快速溶解有機物,比如說令人頭痛的油漬等,我們常常將貴重的衣服送往乾洗店去乾洗,其實乾洗店就是用超臨界二氧化碳來進行乾洗清潔的。

除此以外,石油等工業中也要大量使用超臨界二氧化碳作為溶劑。

如果喝咖啡時覺得咖啡因不健康,那麼選用用超臨界二氧化碳萃取過的咖啡豆,就可以放心地使用了,在食品行業中,超臨界二氧化碳也有很大的作用。

自然界中的超臨界二氧化碳

2020年5月,中國科學家在西太平洋地區一處深海熱液區發現了超臨界二氧化碳,這是全世界第一次在自然界發現超臨界二氧化碳的存在,這項發現也為研究生命起源提供了新的啟示

有科學家認為,自然界中的超臨界二氧化碳與氮氣以及深海周圍的礦物質結合,在一定的條件下催化產生有機物,從而實現從無機物到有機物的轉化,眾所周知,有機物是生命形成的基石

因為,科學界大多認為原始生命是從海洋中誕生,那麼海洋中存在的超臨界二氧化碳很有可能為生命誕生提供了條件。

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    近日,中國科學院海洋研究所和中國科學院海洋大科學研究中心的一項科研成果刊發在《科學通報》的封面文章上:我國科學家在西太平洋一處深海熱液區發現超臨界二氧化碳。該研究揭示了我國科學家首次在深海熱液區觀測到自然狀態下超臨界二氧化然流體的噴發,並為研究生命起源提供了新啟示。此外,這是全球首次在自然界發現超臨界二氧化碳。
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    此次觀測到的超臨界二氧化碳中含有大量氮氣和有機組分,為生命起源以及初始有機質的形成提供了新的啟示。(圖2),發現深海超臨界二氧化碳拉曼譜峰在頻移、半峰寬等光譜參數上與實驗室內模擬獲得的超臨界二氧化碳是完全一致的。
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    此次觀測到的超臨界二氧化碳中含有大量氮氣和有機組分,為生命起源以及初始有機質的形成提供了新的啟示。(下圖),發現深海超臨界二氧化碳拉曼譜峰在頻移、半峰寬等光譜參數上與實驗室內模擬獲得的超臨界二氧化碳是完全一致的。
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    ,首次在熱液系統觀測到自然狀態下超臨界二氧化碳流體的噴發。此次觀測到的超臨界二氧化碳中含有大量氮氣和有機組分,為生命起源以及初始有機質的形成提供了新的啟示。發現深海超臨界二氧化碳拉曼譜峰在頻移、半峰寬等光譜參數上與實驗室內模擬獲得的超臨界二氧化碳完全一致。
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    本文轉自【人民日報】;本報北京5月11日電 (記者吳月輝)記者從中國科學院海洋研究所獲悉:該所和中國科學院海洋大科學研究中心的科研人員合作在西太平洋一處深海熱液區發現超臨界二氧化碳,這是全球首次在自然界發現超臨界二氧化碳,並為研究生命起源提供了新啟示
  • 海洋所在熱液系統觀測到自然狀態下超臨界二氧化碳流體的噴發
    此次觀測到的超臨界二氧化碳中含有大量氮氣和有機組分,為生命起源以及初始有機質的形成提供了新的啟示。,利用自主研發的深海熱液溫度探針測定超臨界二氧化碳噴口溫度約為95°C,進而使用RiP探針直接在深海原位探測了噴發狀態的超臨界二氧化碳流體,發現深海超臨界二氧化碳拉曼譜峰在頻移、半峰寬等光譜參數上與實驗室內模擬獲得的超臨界二氧化碳是完全一致的
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    中國青年報客戶端北京5月18日電(廖洋 中青報中青網記者 邱晨輝)記者今天從中科院獲悉,該院海洋研究所研究員閻軍和孫衛東課題組合作,於近日首次在西太平洋一處熱液系統觀測到自然狀態下超臨界二氧化碳流體的噴發。深海雷射拉曼探針在深海熱液區原位探測超臨界二氧化碳流體。
  • 它由中國科學家在自然界首次發現,揭示了生命起源的秘密
    ,但今天的主角和二氧化碳有著密不可分的聯繫,它不同於二氧化碳氣液固三種狀態,獨立於這三種狀態的神奇性質在生活中有著廣泛的應用,甚至它還能揭開生命起源的秘密。超臨界二氧化碳能如果喝咖啡時覺得咖啡因不健康,那麼選用用超臨界二氧化碳萃取過的咖啡豆,就可以放心的使用了,在食品行業中,超臨界二氧化碳也有很大的作用。
  • 【中國科學報】我國科學家首次在自然界發現超臨界二氧化碳
    中科院海洋研究所供圖  近日,中科院海洋研究所研究員閻軍和孫衛東課題組合作,首次在西太平洋一處熱液系統觀測到自然狀態下超臨界二氧化碳流體的噴發。據悉,這是全球首次在自然界發現超臨界二氧化碳,此次觀測到的超臨界二氧化碳中含有大量氮氣和有機組分,為研究生命起源及初始有機質的形成提供了新啟示。該成果近日作為封面文章刊發於《科學通報》(英文版)。
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