所有的生物都需要氮的供给来生存，但目前为止世界上只有两个可以打破氮分子之间超强键的方法，从而使得氮转换成为供人类、动物和植物利用的形式。一个是自从农业发展起来后，农民们较于依靠的一个自然与细菌的方法。另一种是有百年历史的哈伯-韦斯(Haber-B?sch)反应，它对化肥的生产进行了彻底的改革，进而激励了全球粮食供应前所未有的增长。
“我们的生活中氮气无处不在，但我们的身体却无法从空气中获取它，”美国犹他州立大学（Utah State University）生物化学家Seefeldt说。“然而，我们可以从食物中的蛋白质里得到了这种生命必需的元素。”
但现在，Seefeldt和他的同事们提出来一个可以再次促进农业改革的光驱反应。这个反应不仅可以降低全球粮食供应对化石燃料的依赖，还可以减少哈伯-韦斯(Haber-B?sch)反应的碳排放。由来自美国犹他州立大学的Seefeldt、Derek Harris、 Andrew Rasmussen、 Nimesh Khadka；科罗拉多可再生能源国家实验室（Colorado's National Renewable Energy Laboratory）的Katherine A. Brown、Paul W. King；科罗拉多大学（University of Colorado）的Molly Wilker、Hayden Hamby、Gordana Dukovic和蒙大拿州立大学（Montana State University）的John Peters，组成的研究小组的研究结果于发表于2016年4月22日的《科学》（Science）杂志上。
Seefeldt不仅是美国犹他州立大学化学与生物化学部的教授，还是美国科学发展协会的成员。他表示：“目前的研究证明了光化学的能源可以替代三磷酸腺苷，而三磷酸腺苷是通常用来把空气中的四氧化二氮转换成商用肥料主要成分-氨气的原料。”
Seefeldt说，不管怎样划分固氮作用，它始终是一个高消能的反应。哈伯-韦斯(Haber-B?sch)反应目前可以消耗全球化石燃料供应的2%，但采用纳米材料来捕捉光能的这个新反应式，也许能改变当前局面。
美国国家能源部可再生能源实验室的研究学家Brown指出：“直接利用光源来生产催化剂可以更加节能。通过阳光或人造光使得这种制造氨气的新型反应运作起来，这是对于光能可以直接用于四氧化二氮反应的首例应用。”
这种氨气的节能生产不仅为粮食的供应带来了希望，也为提高燃料电池储存环保替代能源-太阳能提供了发展空间。除了它的实际应用，研究者还对细菌固氮酶的机理有了更深入的认识，Seefeldt已在这一化学领域近二十年之久了。
翻译：孙逢玥
审校：颜磊
https://www.sciencedaily.com/releases/2016/04/160421145805.htm
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