Sari la conținut

Transformarea razelor solare în energie chimică!

Trimis donpetru , sep 15 2010 12:10 | 3797 Vizualizari
- - - - -


Fotosinteza este un proces biologic remarcabil prin faptul că asigură viaţa pe pământ. Plantele şi microbi fotosintetici folosesc lumina pentru producerea propriei mâncări şi odată cu acest proces, se furnizează şi oxigenul pentru animale şi oameni. O colaborare internaţională între Universitatea Statului Arizona (ASU), Universitatea San Diego din California (UCSD) şi Universitatea British Columbia (UBC), a condus la schimbarea proprietăţilor chimice ale unei chei din metal prin fotosinteză. Pentru a modifica proprietăţile materialului, energia solară este transformată în energie chimică.

Echipa, a fost formată din următorii cercetătorii:
- ASU: Su Lin, Neal Woodbury, Aaron Tufts şi James P. Allen;
- UBC: J. Thomas Beatty, Paul R. Jaschke, Federico I. Rosell şi A. Grant Mauk; Mark Paddock;
- UCSD: Haiyu Wang, Universitatea Jilin, China, au descris concluziile lor în data de 11 mai, în ediţia online: Lucrăriile Academiei Naţionale de Ştiinţe.

În inima fiecărei plante verzi sunt pigmenţi care poartă denumirea de clorofilă, care nu numai că dă culoare plantei, împreună cu pigmenţi carotenoizi de culoare galben şi portocaliu, ci şi captează razele solare dincolo de spectru. În toate plantele, elementul chimic care stă la baza clorofilei este magneziu. Pe parcursul fotosintezei, plantele au două fotosisteme care lucrează în tandem: fotosistemul I şi fotosistemul II.

Pentru a observa perechea de fotosisteme care se ocupă de fotosinteză, echipa de cercetători a folosit o bacterie fotosintetică numit㠓Rhodobacter sphaeroides”. Principala etapa în realizarea fotosintezei este aceea în care lumina este absorbită de proteinele clorofilei. Echipa de cercetători a demonstrat că mişcarea centrală a proteinelor în timpul fotosintezei, provocată de lumină, ajută plantele sau bacteriile să valorifice în mod eficient lumina, chiar dacă condiţiile de efectuare a reacţiilor chimice nu sunt optime. În timpul reacţiei are loc o mişcare importantă de electroni. Pe parcursul testelor, echipa de cercetători a pertubat mişcarea electronilor dar proteinele au fost în stare să compenseze biologic perturbaţia.

"Una dintre strategiile noastre de cercetare este aceea de a introduce mutaţii în bacterii şi apoi să studiem cum afectează acest lucru conversia energiei în cadrul reacţiei principale", a declarat Su Lin, doctor, cercetător senior la ASU, Departamentul de Chimie si Biochimie a Institului de BioTehnologie din cadrul universităţi şi principalul autor al studiului. "Astfel, putem invata multe lucruri despre mecanismele fotosintezei."

Reacţiile care transformă lumina în energie chimică se întâmplă într-o milionime de secundă, ceea ce face observaţiile experimentale destul de dificil de captat şi prelucrat. Din acest motiv s-a construit un microscop rapid sau mai bine zis cameră foto capabilă să capteze imaginii microscopice. “Camera foto” a fost realizată cu sprijinul Fundaţiei Naţionale de Ştiinţe şi permite inregistrarea mai multor cadre pe secunda decât o cameră foto obişnuită şi la o rezoluţie mult mai mare. Imaginile înregistrate sunt apoi folosite de cercetători pentru a produce filmul evenimentului în care are loc transferul energetic prin fotosinteză.

Actualul studiu de cercetare a început când Paul R. Jaschke (un student absolvent) şi cu Thomas J. Beatty, profesor în cadrul Departamentului de Microbiologie şi Imunologie de la Universitatea din British Columbia, a descoperit un mutant care a înlocuit metalul din magneziu găsit în centrul reacţiei cu zinc.

"Am crezut iniţial că acest centru de reacţie a fost non-funcţional", a spus Beatty. "Iar după aceea am fost forţati să găsim o nouă calea ca să explicăm rezultatele surprinzătoare". Lin a măsurat foarte atent spectrul de lumina absorbit în timpul reacţiei centrale cu magneziu şi a comparat apoi diversele rezultate, inclusiv cu momentul când ân reacţia centrala magneziul a fost înlocuit cu bactero-clorofila din zinc.

Ea a constatat că, deşi coordonatele reacţiei centrale a zincului sunt compuse din şase bactero-clorofile, modificarea structurii lor de la o configuraţie similară ca cea utilizată de plante în centrul de reacţie a fotosistemul I este influenţată de energia cinetică de reacţie şi eficienţa energetică de conversie. În mod surprinzător, centrul de reacţie a fotosistemului I din plante a fost identic cu centrul de reacţie care a conţinut magneziu în experimentul descris.

"Surprinzator, centrul reacţiei încă funcţionează cu aceeaşi esenţă şi proprietăţi fizico-chimice ca într-un fotosistem normal", a declarat Neal Woodbury, director adjunct al Institutului de BioTehnologie.

"Viteza de transfer a electronilor în timpul reacţiei chimice este determinată de proprietăţile metalului”, a declarat Lin. "În cazul nostru, reacţia centrală cu zincul a fost determinată în mare parte de caracteristicile sau coordonatele metalului folosit, adica a magneziului”. Spre exemplu, acest studiu poate fi folosit ulterior în trasarea unor concluzii care vor stabili gradul de modificare în timp a proprietăţilor materialelor organice şi anorganice care sunt supuse luminii sau razelor solare.

Sursa: Universitatea Statului Arizona (ASU), Universitatea San Diego din California (UCSD) şi Universitatea British Columbia (UBC)


0 Comentarii

SUPPORT WEBSITE

    Susțineți dezvoltarea acestui site web
Today's Birthday's

Last FAQ

  • ian 11 2013 08:57
    Izolatia externa reprezinta izolația părților exterioare ale unui echipament, constând din distanțe de separare în aer si din suprafețele în contact cu aerul ale izolației solide ale unui echipament, care sunt supuse la solicitări d...
  • mar 03 2013 04:16
    Este o retea electrică al cărei punct neutru nu are nici o legătură voită cu pământul, cu excepia celei realizate prin aparate de măsurare, de protecie sau de semnalizare, având o impedană foarte mare.
  • iul 01 2014 08:27
    Acest nivel de izolatie se defineste astfel:a) pentru echipamentele cu tensiunea cea mai ridicată < 245 kV:- tensiunea nominală de tinere la impuls de trăsnet si- tensiunea nominală de tinere de scurtă durată la frecvenă indu...
  • ian 11 2013 08:34
    Supratensiunile electrice tranzitorii sunt de trei tipuri:- supratensiune cu front lent: Supratensiune tranzitorie, în general unidirecțională, având durata până la vârf 20 μs < Tp < 5000 μs si durata spatelui T2 < 20 ms...
  • aug 07 2012 08:30
    Sitemele de achizitie de date se clasifica avand in vedere doua criterii:dupa conditiile de mediu in care lucreaza:▪ sisteme destinate unor medii favorabile(laborator);▪ sisteme destinate utilizarii in condii grele de lucru( echipam...

Latest News

Board Statistics

Total Posts:
72212
Total Topics:
6347
Total Members:
30468
Newest Member:
kanabys
Online At Once:
196 --- 26-iulie 18

111 utilizator(i) activ(i)(în ultimele 15 minute)

110 vizitatori, 0 utilizatori anonimi
Bing, Google, Ciprian 81

emil.matei.ro Cel mai cuprinzator director romanesc