Enerji Bakanlığı’ na bağlı SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı’ nda araştırmacılar, X-Ray lazer kullanarak ilk kez fotosentez reaksiyonu doğal ortamında kimyasal ve yapısal açıdan eş zamanlı olarak görüntülendi.
Çalışma sayesinde ultra parlak X-ray pulsları kullanılarak (SLAC- Linac Coherent Işık Kaynağı) , atomik boyutta fotosentez transformasyonları incelenerek, katalizöre bağlı olarak reaksiyonların verimli bir şekilde hızı arttırılabiliyor. Araştırma 14 Şubat Science dergisi’ nde yayınlandı.
” Bütün hayat oksijen üretiminden sorumlu fotosenteze bağlı. Eğer doğanın nasıl işlediğini anlayabilirseniz, doğayı taklit edebilir ve yenilebilir enerji kaynakları elde edebilirsiniz. Böylece gerçekten fotosentezin katalitik dönüşümünü açıklayabilirsiniz,” diyor Ulusal Laboratuvar Kimyageri Junko Yano. Katalizörler pek endüstriyel proses için hayati önem taşıyor. Katalizör normalde reaksiyonların hızını arttırıyor ve düşük sıcaklıklarda gerçekleşmesini sağlıyor. Fotosentez reaksiyonunda güneş ışığı ve su kullanılarak doğal bir katalizleme sürecinde nasıl enerji ve oksijen ürettiği X-ray sayesinde tespit edilecek.
LCLS deneyinde Photosystem II üzerine odaklanan sistemde , bitkilerdeki protein kompleksleri, algler ve bazı mikroplarda fotosentez aşamasındaki oksijen üretimi ele alınıyor.
Dört aşamalı proseste basitçe kataliz kalsiyum ve mangan atomlarından oluşuyor. Her basamakta, Photosystem II güneş ışığından fotonları absorblayarak , elektron ve proton salıyor. Böylece iki su molekülünü bağlamak için gerekli enerji sağlanarak, oksijen salınımı sağlanıyor.
LCLS X-ray o kadar hassas ki, saniyenin kuadrilyonda biri sürede ölçüm yaparak oda sıcaklığında kimyasal açıdan aktif kristallere proplanarak oksijen üretimini analize hasar vermeden 2. aşama için veriler sağlıyor.
Böylece oksijenin fotosentezdeki dört aşaması atomik boyutta ölçülebildi. Bilim adamları sonraki aşamada suyun oksijene dönüşümünü tümüyle proses olarak tümüyle çözerek, alternatif yakıtların önünü açmak istiyor.
Eğer fotosentezi yapay olarak yapabilirsek, kendi enerjimizi ve oksijenimizi temiz bir şekilde elde edebiliriz.
Kaynak: http://www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130214194136.htm
Araştırma Referansı :
- J. Kern, R. Alonso-Mori, R. Tran, J. Hattne, R. J. Gildea, N. Echols, C. Glockner, J. Hellmich, H. Laksmono, R. G. Sierra, B. Lassalle-Kaiser, S. Koroidov, A. Lampe, G. Han, S. Gul, D. DiFiore, D. Milathianaki, A. R. Fry, A. Miahnahri, D. W. Schafer, M. Messerschmidt, M. M. Seibert, J. E. Koglin, D. Sokaras, T.-C. Weng, J. Sellberg, M. J. Latimer, R. W. Grosse-Kunstleve, P. H. Zwart, W. E. White, P. Glatzel, P. D. Adams, M. J. Bogan, G. J. Williams, S. Boutet, J. Messinger, A. Zouni, N. K. Sauter, V. K. Yachandra, U. Bergmann, J. Yano. Simultaneous Femtosecond X-ray Spectroscopy and Diffraction of Photosystem II at Room Temperature. Science, 2013; DOI: 10.1126/science.1234273
