Fullerenes in the origin of life

Abstract

Fullerenler yayılmış yıldızlararası bant taşıyıcılarıdır ve uzayda bol miktarda bulunurlar; son yıllarda temel bilimler, yaşam bilimleri, matematik ve hatta endüstri dahil olmak üzere çok çeşitli disiplinlerarası alanlarda ilgi çekmişlerdir. Dahası, fullerenlerin yaşamın en eski öncülü olduğu hipotezi kurulmuştur. Bu tez çalışmasında yaşamın kökeninde iki ek itici etken, UV radyasyonu ve kataliz önerilmiştir. Fullerenler, yalnızca katalitik özellikleri nedeniyle değil aynı zamanda stabilite, UV direnci ve absorbans özellikleri nedeniyle yaşamın kökeni için bir katalizör olarak önerilmektedir. C60'ın katalitik etkisi Miller-Urey deneyinin tepkimelerinden bazıları CO2 ? CO + [O], CH4 + 2[O] ? CH2O + H2O, CO + NH3 ? HCN + H2O ve CH4 + NH3 ? HCN + 3H2 için SIESTA kullanılarak yoğunluk fonksiyonel kuramı içerisinde ab initio prensiplerle in silico olarak incelenmiştir. C60 katalizörlüğünde karbon monoksidin, atomik oksijenin, formaldehidin, suyun, hidrojen siyanürün ve hidrojenin, karbondioksit, metan, atomik oksijen, karbon monoksit ve amonyak yoluyla oluşumlarının tepkime kinetikleri büyük katalitik etki göstermiş ve enerji bariyerlerinde azalmalar gözlemlenmiştir.Fullerenes are diffuse interstellar band carriers and abundant in space, which have attracted attention in recent years in a vast diversity of interdisciplinary fields, including fundamental sciences, life sciences, mathematics, and even industry. Furthermore, fullerenes are hypothesised as the earliest progenitor of life. In this thesis work, two additional driving factors in the origin of life, UV radiation and catalysis are suggested. Fullerenes are suggested as a catalyst for the origin of life not only for its catalytic properties, but also for their stability, UV resistivity, and absorbance features. The catalytic effect of the C60 is investigated for some Miller-Urey experiment reactions, CO2 ? CO + [O], CH4 + 2[O] ? CH2O + H2O, CO + NH3 ? HCN + H2O, and CH4 + NH3 ? HCN + 3H2 are investigated in silico via ab initio principles within the density functional theory by using SIESTA. The reaction kinetics for the formations of carbon monoxide, atomic oxygen, formaldehyde, water, hydrogen cyanide, hydrogen via carbon dioxide, methane, atomic oxygen, carbon monoxide, ammonia under C60 catalysis exhibit great catalytic effect and reductions in the energy barriers are observed.