Fotosentez harikulade bir işlemdir: Bitkiler bunu basit başlangıç ​​malzemeleri olan karbondioksit ve sudan şeker molekülleri ve oksijen üretmek için kullanırlar. Bu karmaşık işlem için ihtiyaç duydukları enerjiyi güneş ışığından alırlar.

Würzburg'da sentezlenen dört boyanın yığını böyle görünüyor. Işık enerjisini emdiği ve yığında hızlı ve etkili bir şekilde aktardığı için yapay fotosenteze doğru bir adım daha atıyor.

İnsanlar fotosentezi taklit edebilselerdi, bunun birçok avantajı olurdu. Güneşten gelen serbest enerji atmosferdeki karbondioksiti uzaklaştırmak ve karbonhidratlar ve diğer yararlı maddeler oluşturmak için kullanılabilirdi. Fotosentez suyu oksijen ve hidrojen bileşenlerine ayırdığı için hidrojen üretmek de mümkün olurdu.

Fotosentez: Çok Sayıda Katılımcısı Olan Karmaşık Bir Süreç

Bu yüzden birçok araştırmacının yapay fotosentez üzerinde çalışması şaşırtıcı değil. Bu kolay değil, çünkü fotosentez son derece karmaşık bir süreçtir: bitki hücrelerinde birçok ayrı adımda gerçekleşir ve çok sayıda boya, protein ve diğer molekülleri içerir. Ancak bilim sürekli olarak yeni ilerlemeler kaydediyor.

Yapay fotosentez alanındaki önde gelen araştırmacılardan biri, Almanya'nın Bavyera eyaletindeki Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg'dan Kimyager Profesör Frank Würthner'dir. Ekibi, yapay boyaların karmaşık bir düzenlemesiyle doğal fotosentezin ilk adımlarından birini taklit etmeyi ve bunu daha hassas bir şekilde analiz etmeyi başardı.

Sonuçlar Seul'deki (Kore) Yonsei Üniversitesi'ndeki Profesör Dongho Kim'in grubuyla işbirliği içinde elde edildi. Nature Chemistry dergisinde yayımlandı .

Yığınlama Sisteminde Hızlı ve Verimli Enerji Taşımacılığı

Araştırmacılar, bitki hücrelerindeki fotosentetik aygıta çok benzeyen bir boya yığını sentezlemeyi başardılar - bir uçtan ışık enerjisini emer, bunu yük taşıyıcılarını ayırmak için kullanır ve bunları elektronların taşınması yoluyla adım adım diğer uca aktarır. Yapı, perilen bisimid sınıfından dört adet yığılmış boya molekülünden oluşur.

Yığılmış yapıyı sentezleyen JMU doktora öğrencisi Leander Ernst, 'Bu yapıdaki yük iletimini ışıkla özel olarak tetikleyebiliyoruz ve bunu ayrıntılı olarak analiz ettik. Verimli ve hızlı. Bu, yapay fotosentezin geliştirilmesine doğru önemli bir adım,' diyor. 

Araştırma Çalışmasının Amacı Olarak Supramoleküler Teller

JMU araştırma ekibi daha sonra, yığılmış boya moleküllerinin nanosistemini dörtten daha fazla bileşene genişletmek istiyor - nihai olarak ışık enerjisini emen ve onu daha uzun mesafelere hızlı ve etkili bir şekilde ileten bir tür süpermoleküler tel yaratmayı hedefliyor. Bu, yapay fotosentez için kullanılabilen yeni fotofonksiyonel malzemelere doğru atılmış bir adım daha olacaktır.

KAYNAK: https://www.chemeurope.com/en/news/1185810/artificial-photosynthesis-chemists-mimic-plants.html