高速公路堵塞了交通，超市里裝滿了來(lái)自遠(yuǎn)方田地的肥料種植庫(kù)存，幾乎所有我們接觸的石油基塑料。我們很難想象生命會(huì)超越我們化石燃料的世界。黑金給我們帶來(lái)了前所未有的繁榮，但它也污染了我們的環(huán)境，也許是不可挽回的，而且它的供應(yīng)量有限。怎么辦?

答案，我的朋友，正在風(fēng)中吹來(lái)。但鮑勃·迪倫(BobDylan)用他著名的歌詞表達(dá)的不是那種悲傷，無(wú)法實(shí)現(xiàn)的方式。根據(jù)猶他州立大學(xué)生物化學(xué)家LanceSeefeldt和其他頂尖科學(xué)家的說(shuō)法，生命的氮?dú)饬鲃?dòng)在我們周圍，它是可持續(xù)性超越不可再生能源的關(guān)鍵。

美國(guó)能源部基礎(chǔ)能源科學(xué)辦公室在2016年10月的華盛頓特區(qū)召集了Seefeldt和其他16位氮研究專家，討論了當(dāng)前氮激活化學(xué)領(lǐng)域及其未來(lái)發(fā)展方向。該團(tuán)隊(duì)在2018年5月25日的期刊“科學(xué)”雜志的一篇評(píng)論文章中報(bào)告了他們的結(jié)論。

美國(guó)宇宙科學(xué)研究院化學(xué)與生物化學(xué)系教授，美國(guó)科學(xué)促進(jìn)研究院院長(zhǎng)兼會(huì)議聯(lián)合主席Seefeldt說(shuō)：“這次聚會(huì)是'誰(shuí)是誰(shuí)'的氮研究。”“我們的團(tuán)隊(duì)包括諾貝爾獎(jiǎng)獲得者羅伯特施羅克，我們努力的高潮確實(shí)是一場(chǎng)強(qiáng)大的巡回演出。我們中沒(méi)有人能單獨(dú)寫這篇報(bào)道?！?br/>
地球上的所有生命都需要氮?dú)?，并且以二氧化物形式存在的高達(dá)80%的行星大氣由維持生命的氣體組成。然而，動(dòng)物和植物都不能直接接觸氮。

“這是一個(gè)令人難以置信的諷刺，”塞費(fèi)爾德說(shuō)?！拔覀冃枰獊?lái)生存，我們?cè)谒暮Ｑ笾杏斡?，但我們無(wú)法達(dá)到它。人類和動(dòng)物從我們食物中的蛋白質(zhì)中獲取氮。植物從土壤中獲取氮。”

這是大約一個(gè)世紀(jì)前化石燃料進(jìn)入圖景的地方。德國(guó)科學(xué)家弗朗茨·哈伯(FranzHaber)和卡爾·伯施(CarlB?sch)率先推出了一項(xiàng)革命性的進(jìn)程，旨在打破氮的超強(qiáng)債券，實(shí)現(xiàn)化肥的商業(yè)化生產(chǎn)，從而刺激了全球糧食供應(yīng)的前所未有的增長(zhǎng)，從而促進(jìn)了世界人口的增長(zhǎng)。

“這是歷史上的技術(shù)奇跡之一，但它目前消耗了世界化石燃料供應(yīng)的2%左右，因此，碳足跡非常重，”Seefeldt說(shuō)。

他和他的科學(xué)家們?cè)诜鍟?huì)上得出了什么結(jié)論?是時(shí)候開(kāi)始一場(chǎng)新的革命了。

科學(xué)家寫道：“存在著實(shí)現(xiàn)根本改善，新的和不同途徑(實(shí)現(xiàn)氮轉(zhuǎn)化)的機(jī)會(huì)?！薄暗窃谶@方面的進(jìn)展需要對(duì)氮轉(zhuǎn)化反應(yīng)進(jìn)行分子水平的理解，以及......發(fā)現(xiàn)新的催化系統(tǒng)和提供驅(qū)動(dòng)這些反應(yīng)所需能量的替代方法。”

Seefeldt及其USU團(tuán)隊(duì)的研究得到美國(guó)能源部的支持，他們已率先采用清潔和可再生的光驅(qū)動(dòng)工藝，將氮轉(zhuǎn)化為氨，肥料的主要成分。

“我們對(duì)這一過(guò)程的研究，利用納米材料捕獲光能，展示了陽(yáng)光或人造光如何為固氮提供動(dòng)力，”Seefeldt說(shuō)?！斑@是一個(gè)潛在的改變游戲規(guī)則的人?！?br/>
除了Seefeldt之外，科學(xué)論文的作者是麻省理工學(xué)院的Schrock;主要作者，陳金光，哥倫比亞大學(xué);德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的RichardCrooks;羅徹斯特大學(xué)卡拉布倫;莫里斯布洛克，西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室;德克薩斯A&M大學(xué)MarcettaDarensbourg;耶魯大學(xué)PatrickHolland;西北大學(xué)BrianHoffman和MercouriKanatzides;賓夕法尼亞州立大學(xué)MichaelJanik;亞利桑那州立大學(xué)安妮瓊斯;PaulKing，國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室;康奈爾大學(xué)凱爾蘭開(kāi)斯特;SergeiLymar，Brookhaven國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，PeterPfromm，華盛頓州立大學(xué)和WilliamSchneider，圣母大學(xué)。