آینه‌ها به تقویت فرآیند فتوسنتز کمک می‌کنند

دانشمندان اثرات آزمایشات فتوسنتز خود را از طریق لیزر فوق سریع مشاهده کردند.

به گزارش سیناپرس اردبیل، دانشمندان پتانسیل عظیمی را در امکان دستکاری یا تقلید فرآیند طبیعی فتوسنتز یافته‌اند که می‌تواند به اشکال جدیدی از سوخت پاک، راه هایی برای جذب دی اکسید کربن یا کمک به کشف دارو منجر شود. تحقیقات جدید با تیمی در دانشگاه لوند سوئد این فناوری را در جهت جدید جالبی قرار داده است، که نشان می‌دهد چگونه می‌توان از آینه‌های با فاصله دقیق برای به دام انداختن نور و افزایش بازدهی فتوسنتزی استفاده کرد.
فتوسنتز فرآیندی است که از طریق آن گیاهان نور خورشید، دی اکسید کربن و آب را به انرژی شیمیایی تبدیل می کنند. اشکال مصنوعی فتوسنتز ممکن است با استفاده از سلول‌های خورشیدی و الکترولیزکننده‌ها برای تقسیم آب به هیدروژن یا مواد شفاف به شکل برگ‌های مصنوعی که نور خورشید را از طریق واکنش‌های شیمیایی به انرژی تبدیل می‌کنند، این فرآیند را بازسازی کنند.
ما همچنین شاهد پیشرفت‌های امیدوارکننده‌ای در مورد فتوسنتز سوپرشارژ در موجودات زنده بوده‌ایم، مانند طرح‌های الکترود ویژه‌ای که قابلیت‌های برداشت انرژی باکتری‌های فتوسنتزی را افزایش می‌دهند. تحقیقات جدید از دانشگاه لوند نیز خط فکری مشابهی را دنبال نموده و دانشمندان روی مجتمع‌های جمع‌آوری نور از باکتری‌های بنفش فتوسنتزی کار می‌کنند.
این کمپلکس‌ها از پروتئین و مولکول‌های کلروفیل تشکیل شده‌اند که انرژی نور را به کمپلکس دیگری به نام مرکز واکنش منتقل می‌کنند که به نوبه خود متابولیسم سلولی ارگانیسم را هدایت می‌کند. این کمپلکس‌های «آنتن» در بین دو آینه نوری با فواصل نانومتری از یکدیگر قرار می‌گیرند.
تونو پولریتس، استاد فیزیک شیمی در دانشگاه لوند، گفت: «ما به اصطلاح کمپلکس‌های آنتن فتوسنتزی را بین دو آینه قرار داده‌ایم که فقط در چند صد نانومتر از هم به عنوان یک ریزحفره نوری قرار گرفته‌اند. یعنی نوری که بین آینه‌ها به عقب و جلو بازتاب می‌شود را به نوعی اسارت می گیریم».
با مطالعه این فرآیند از طریق طیف‌سنجی لیزری فوق سریع، دانشمندان برهمکنش‌های قوی‌تری را بین نور تابنده و مجتمع‌های آنتن مشاهده کردند و به نوبه خود تاثیر مواجی را خلق می‌نماید که فرآیند انتقال انرژی را سرعت بخشیده و در نهایت یکی از عناصر کلیدی فتوسنتز را سریعتر و کارآمدتر می‌نماید.
پولریتس گفت: «ما اکنون چند قدم اولیه در یک سفر طولانی برداشته ایم. به عبارتی دیگر ما مسیر بسیار امیدوارکننده‌ای را تعیین کرده‌ایم».
این تحقیق در مجله Nature Communications منتشر شده است.

مترجم: تقی قاسمی