兩個氮原子靠三個鍵把它們牢固地捆綁在一起，好像是一對發誓永不分離的情侶，別的原子或分子要想插足它們之間很難。因此，氮氣是非常穩定的物質，很難與別的物質進行反應。
一百多年前，著名化學家哈伯探索到了把氮氣變肥料的方法，在大約500℃的高溫和幾百個大氣壓的高壓下，還要用鐵進行催化。這樣的條件雖然人類能夠滿足，但有較大的危險，容易因高溫高壓而出事故。
其實試想，在化肥出現之前，生命已經存在了幾億年了，沒有人類為它們製造氨，它們照樣能活。原來生命們自有一套製造氨的妙法，例如很多植物是藉助固氮菌提供的氨合成蛋白質。固氮菌合成氨的方法卻是常溫常壓，顯然固氮菌的方法更巧妙。經探究，原來固氮菌體內有一種固氮酶，這是一種含有鐵和鉬的蛋白質，正是它們的催化，讓氮分子乖乖地分手，並與氫牽手，這個過程並不需要上述苛刻的條件，只要周圍沒有氧就行。
長期以來，科學家一直想模擬固氮酶的工作方式，但是固氮酶等生物酶類都是精妙複雜的生物結構，人類目前的科技很難模仿，所以科學家的探索都沒有結果。
值得一提的是，2011年11月美國《科學》雜誌刊登了來自美國羅徹斯特大學哈蘭的研究，哈蘭發現了一種在常溫常壓下就能把氮轉變成氨的妙招，意味著人類向成功模擬固氮菌邁出了很大一步。
我們知道，固氮酶中的鐵和鉬是在酶分子中包裹著的，而哈蘭注意到鐵與其它能給出電子對的CN、CO等小分子可以形成絡合在一起的絡合物，在這種化合物中，鐵居於中心，周圍包圍著這些小分子，這樣的化合物一般能夠比較穩定地存在於溶液之中。哈蘭想，這樣的絡合物是否能有類似於酶的功能呢？於是他利用這種鐵絡合物的溶液進行實驗，最後發現，溶液中有鉀存在的情況下，鐵絡合物就可以與氮反應生成Fe3N2這種氮化物，好像是在周圍小分子的幫助下，3個鐵原子成功介入了氮分子內的三個鍵之間，生生把氮分子給拆開了。
這個過程好像模擬了酶的催化過程，固氮酶也是在酶生物分子的幫助下讓鐵介入氮分子內的。而生成的這種氮化物也是位於絡合物小分子的包圍之中，比較穩定。氮分子一旦被拆開就好辦了，之後在酸性條件下，通入氫氣，Fe3N2就與氫反應生成了氨。
雖然哈蘭的方法實現了常溫常壓下製造氨，但是還沒法代替哈伯工業制氨方法，因為哈蘭方法成本更高。因此還需要沿著哈蘭的思路繼續探討，尋找到成本最低的更妙的方法，真正實現工業上模擬固氮酶。
不過，值得關注的是，哈蘭的方法在過程中可以製造出多種氮化物，有的氮化物是很珍貴的藥物，也許哈蘭的研究會種豆得瓜，在藥物合成領域得到應用，為人們提供合成珍貴藥物的便捷途徑。
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