科学家成功在水中稳定了极不稳定的碳烯分子，证实了1958年关于维生素B1作用机制的假说，有望推动绿色化学和制药工业革命。
一个困扰科学界长达67年的谜团终于在2026年被揭开。加州大学河滨分校的研究团队在水中成功稳定了一种极具反应性的分子，不仅证实了关于维生素B1功能的古老理论，更为制药工业迈向更环保的未来奠定了基础。
故事要从1958年说起。当时，哥伦比亚大学的化学家Ronald Breslow提出了一个在当时看来相当大胆的假说。他认为，维生素B1在人体细胞内发挥作用时，可能会短暂地形成一种名为“碳烯”的结构，以此驱动生命必需的生化反应。
在化学世界里，碳原子通常拥有8个价电子时最稳定。然而，碳烯只有6个价电子，这让它变得极度活跃，在水中几乎一露面就会立即分解。由于这种极度的不稳定性，尽管Ronald Breslow的理论影响深远，但在长达半个多世纪的时间里，从未有人能直接观测到水中的这种结构。
为了攻克这一“不可能完成的任务”，加州大学河滨分校的Vincent Lavallo教授带领团队研发出了一种精密的分子防护罩。他将这种结构形容为一套“盔甲”，专门用来保护碳烯的反应中心不被水分子侵蚀。
这种策略最终奏效了。第一作者Varun Raviprolu在读博期间成功制造出了能在水中保持稳定的碳烯。研究人员不仅捕捉到了它，还将其密封在试管中观察了数月之久，它依然保持完好。通过核磁共振波谱和X射线晶体学分析，科学家们获得了确凿证据，证明这类分子确实可以在水环境中存在。
这项突破的意义远不止于致敬前辈。在现代工业中，碳烯常被用作催化剂的辅助组件，广泛应用于燃料和药品的生产。然而，目前的化学合成流程高度依赖有毒的有机溶剂。有了能在水中稳定的碳烯，人类离“绿色化学”更近了一步。Varun Raviprolu表示，水是自然界最理想的溶剂，如果能让这些强效催化剂直接在水里工作，制药和能源工业的生产方式将变得更加安全和可持续。
此外，这项技术还让科学家们更接近于模拟活细胞内部真实的化学环境。Vincent Lavallo指出，细胞内部大部分由水组成，生命体中还有许多难以捕捉的中间体，利用这种“盔甲”策略，我们或许能逐一揭开这些生命的隐秘瞬间。
对于投身碳烯研究长达20年的Vincent Lavallo来说，这一发现不仅是科学上的里程碑，更是一种跨越时空的对话。在30年前，人们还认为这种分子根本无法合成，而如今，人类已经可以把它们装进瓶子里带回家。这些研究成果已详细发表在Science Advances期刊上。
本文译自 ScienceDaily，由 BALI 编辑发布。
