Kvantová mechanika odhaluje tajemství fotosyntézy v rostlinách!
Kvantová mechanika odhaluje tajemství fotosyntézy v rostlinách!
München, Deutschland - fotosyntéza, centrální proces přírody, umožňuje rostlinám a dalším organismům přeměnit sluneční světlo na chemickou energii. Tato účinná přeměna energie je pro život na Zemi zásadní a vykazuje pozoruhodnou účinnost, která může dosáhnout více než 99 procent, zejména v prvních krocích procesu. V nedávné studii Technické univerzity v Mnichově (Tum) je v tomto komplexním mechanismu zkoumána role kvantových mechanických účinků. Výzkumný tým pod vedením Eriky Keil a prof. Jürgena Hauera považuje za nezbytné pochopit kvantové mechanické procesy, které běží, když je slunce zachyceno, aby se vysvětlila účinnost fotosyntézy a možná reprodukovala. Vědci zjistili, že absorpce světla v listech vede k elektronickým návrhům, které jsou distribuovány za několik podmínek. Tento jev, známý jako super poloha, je první fází prakticky ztráty přenosu energie v molekulách. Výsledky této studie jsou základem ústřední role kvantové mechaniky v biologických systémech, jako je taková, že lze pozorovat při fotosyntéze.
Nové informace o přeměně energie
Kromě znalostí TUM poskytují vědci z Institutu pro výzkum uhlí Max Plancka nové poznatky o fungování biochemických systémů. Vaše studie zveřejněná v *Journal of American Chemical Society *identifikuje specifický pár redox-aktivních kofaktorů-chlorofyl a fyofytinová molekula-které jsou zodpovědné za přeměnu slunečního osvětlení na živý stav. Šetření ukazuje, že elektrostatické pole okolního proteinu má rozhodující vliv na směr, ve kterém dochází k separaci zátěže. Tyto objevy ilustrují, že proteinová matrice by mohla být důležitější než samotné chromofory, což naznačuje, že uspořádání molekul v buňce hraje důležitou roli při chování přenosu nabíjení.Cíl moderní vědy zahrnuje repliku tohoto biologického procesu se syntetickými katalyzátory k vývoji solárních paliv. Základní otázky týkající se přeměny slunečního světla na tok elektronů, které řídí chemické reakce, neobjasňují, co zdůrazňuje naléhavost tohoto výzkumu.
Kvantová mechanika v biologickém výzkumu
Vědci z University of Tübingen jsou také aktivní, aby prozkoumali, zda bakterie a listy používají kvantové mechanické účinky pro fotosyntézu. Váš projekt „Quantum Beat for Life“, financovaný nadací Volkswagen, si klade za cíl pozorovat kvantové mechanické účinky v živých cyanobakteriích. Tato zkoušky používají mikrorezonátor Fabryho Pérota, který se skládá ze dvou paralelních stříbrných zrcadel a ve kterých zpětná vazba výrazného světla může zlepšit spolupráci pigmentů. Důkaz „rozsáhlého kvantového chování“ v živých organismech by byl důležitým vědeckým průlomem a mohl by rozšířit porozumění evoluci a základní principy života.
Interakce mezi kvantovými mechanickými procesy a organickou funkcí má potenciál inspirovat inovativní řešení pro vývoj účinných energetických transformátorů. Takové objevy by mohly pomoci zvládnout výzvy moderní přeměny energie a skladování a prohloubit znalosti samotného života.
| Details | |
|---|---|
| Ort | München, Deutschland |
| Quellen | |
Kommentare (0)