I meccanici quantistici rivelano segreti della fotosintesi nelle piante!
I meccanici quantistici rivelano segreti della fotosintesi nelle piante!
München, Deutschland - La fotosintesi, un processo centrale di natura, consente alle piante e ad altri organismi di convertire la luce solare in energia chimica. Questa efficiente conversione energetica è cruciale per la vita sulla Terra e mostra una notevole efficacia che può ottenere oltre il 99 percento, specialmente nei primi passi del processo. In un recente studio dell'Università tecnica di Monaco (TUM), il ruolo degli effetti meccanici quantistici è esaminato in questo complesso meccanismo. Il team di ricerca sotto la direzione di Erika Keil e del Prof. Jürgen Hauer considera essenziale comprendere i processi meccanici quantistici che funzionano quando il sole viene catturato per spiegare l'efficienza della fotosintesi e possibilmente riprodurre.
I ricercatori hanno scoperto che l'assorbimento della luce nelle foglie porta a suggerimenti elettronici distribuiti in diverse condizioni. Questo fenomeno, noto come super posizione, è il primo stadio di un trasferimento di energia praticamente perdita nelle molecole. I risultati di questo studio sono alla base del ruolo centrale della meccanica quantistica nei sistemi biologici, come quello che può essere osservato nella fotosintesi.
nuove intuizioni sulla conversione energetica
Oltre alla conoscenza del TUM, i ricercatori del Max Planck Institute for Coal Research forniscono nuove intuizioni sul funzionamento dei sistemi biochimici. Il tuo studio, pubblicato sul *Journal of the American Chemical Society *, identifica una coppia specifica di cofattori redox-attivo-A clorofilla e una molecola di fiofitina, che sono responsabili della conversione dell'esempio del sole in uno stato vivace. L'indagine mostra che il campo elettrostatico della proteina circostante ha un'influenza decisiva sulla direzione in cui avviene la separazione del carico.Queste scoperte mostrano che la matrice proteica potrebbe essere più importante dei cromofori stessi, il che indica che la disposizione delle molecole nella cellula svolge un ruolo importante nel comportamento di trasmissione di ricarica.
L'obiettivo della scienza moderna include la replica di questo processo biologico con catalizzatori sintetici per sviluppare carburanti con potenza solare. Le domande di base sulla conversione della luce solare nel flusso di elettroni, che guida le reazioni chimiche, non chiariscono ciò che sottolinea l'urgenza di questa ricerca.
Meccanica quantistica nella ricerca biologica
Gli scienziati dell'Università di Tübingen sono anche attivi per esaminare se i batteri e le foglie usano effetti meccanici quantistici per la fotosintesi. Il tuo progetto "A Quantum Beat for Life", finanziato dalla Volkswagen Foundation, mira a osservare gli effetti meccanici quantistici nei cianobatteri viventi. Questi esami utilizzano un microresonatore Fabry Pérot che consiste in due specchi argentati paralleli e in cui il feedback della luce pronunciata può migliorare la cooperazione dei pigmenti.
Una prova di "ampio comportamento quantistico" negli organismi viventi sarebbe una svolta scientifica importante e potrebbe espandere la comprensione dell'evoluzione e dei principi fondamentali della vita.
L'interazione tra processi meccanici quantistici e funzionamento organico ha il potenziale per ispirare soluzioni innovative per lo sviluppo di trasformatori di energia efficienti. Tali scoperte potrebbero aiutare a gestire le sfide della moderna conversione e stoccaggio dell'energia e ad approfondire la conoscenza della vita stessa.
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| Ort | München, Deutschland |
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