Američtí vědci odhalili starou záhadu fotosyntézy, nové poznatky mohou pomoci k lepšímu využití energie Slunce

DomůTechnologieAmeričtí vědci odhalili starou záhadu fotosyntézy, nové poznatky mohou pomoci k lepšímu využití energie Slunce

Úplné pochopení a napodobení procesu fotosyntézy, který umožňuje rostlinám, řasám a dalším organizmům získávat energii ze slunečního záření, by mohlo lidstvu otevřít cestu k novému zdroji energie či přinejmenším vylepšit současné technologie. Američtí vědci nyní přišli s objevem, který vysvětluje záhadu, na kterou si vědci lámali hlavy více než 3 desetiletí.

V organismech využívajících fotosyntézu tento proces začíná absorpcí fotonu z dopadajícího světla skrz pigmenty nacházející se v buňkách. Díky absorbovanému fotonu následně elektron v pigmentu přeskočí do vyššího energetického stavu, a buňka se tak dostane do excitovaného stavu.

„Abyste pochopili, jak biologie pohání své aktivity, musíte porozumět přenosu elektronů. Pohyb elektronů je zásadní: je to způsob, jakým se uvnitř buňky vykonávána práce,“ říká Philip Laible, biofyzik z laboratoře Argonne.

Před více než 30 lety, kdy byly odhalena první struktura těchto komplexních pochodů, byli vědci překvapeni faktem, že po zachycení fotonu se uvolněný elektron mohl vydat dvěma směry. V případě rostlin, řas a bakterií využívajících proces fotosyntézy se však elektron vždy vydává stejnou cestou, což vědci nedokázali vysvětlit.

„Oddělení náboje přes membránu – a jeho stabilizace – je zásadní, protože vytváří energii, která pohání růst buněk,“ uvedla Deborah Hansonová, biochemička z laboratoře Argonne

Nyní se však vědcům z Národní laboratoře Argonne, spadající pod americké ministerstvo energetiky, a Washingtonské univerzity podařilo ovlivnit jednotlivé kroky celého procesu, čímž dokázali změnit trajektorii uvolněného elektronu.

Podle Christine Kirmaierové, chemičky z Washingtonské univerzity a vedoucí projektu, se týmu podařilo proces fotosyntézy ovlivnit do takové míry, že se uvolněný elektron vydal opačným směrem v 90 % případů.

„Je to důležité, protože získáváme schopnost využít tok energie k pochopení principů, které povedou k novým aplikacím abiotických systémů. To by nám umožnilo výrazně zvýšit účinnost mnoha solárních zařízení a případně je značně zmenšit. Máme zde obrovskou příležitost otevřít zcela nové obory světlem poháněných biochemických reakcí, které si nepředstavovala ani příroda. Pokud to dokážeme, bude to obrovské,“ dodává Philip Laible.