Các nhà khoa học đã có thêm khám phá mới trong quá trình quang hợp của Photosystem II, một phức hợp protein của thực vật, giúp làm sáng tỏ các bước còn thiếu khó nắm bắt trong quá trình này. Nhóm nghiên cứu Hy Lạp và Mỹ tại Phòng thí nghiệm Máy gia tốc Quốc gia SLAC và Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley (cùng với các cộng tác viên ở Thụy Điển, Đức và Vương quốc Anh) đã chụp “những hình ảnh có độ phân giải cực cao” về các giai đoạn khác nhau của quy trình, cung cấp cho họ cái nhìn mới về các bước và địa điểm cụ thể mà oxy được tạo ra.
Khám phá này sẽ giúp đưa ra lộ trình tối ưu hóa các nguồn năng lượng sạch và phát triển các hệ thống quang hợp nhân tạo để chuyển đổi carbon dioxide thành hydro và nhiên liệu dựa trên carbon. Nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ tiếp tục nghiên cứu và phát triển các ý tưởng về quang hợp nhân tạo để làm sạch và nguồn năng lượng bền vững.
#ngàyhôm #khámphánhân #quánhiệncủaquanghợp #nănglượngsạch #quanghợpnhântạo #chuyểndộinguyêntố #Engadget
Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Máy gia tốc Quốc gia SLAC và Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley (cùng với các cộng tác viên ở Thụy Điển, Đức và Vương quốc Anh) đã làm sáng tỏ vào bước cuối cùng của quá trình quang hợp. Họ đã quan sát chi tiết nguyên tử cách thức Photosystem II, một phức hợp protein được tìm thấy trong thực vật, trải qua quá trình biến đổi dẫn đến mất thêm một nguyên tử oxy. Các nhà khoa học tin rằng khám phá này sẽ giúp đưa ra lộ trình tối ưu hóa các nguồn năng lượng sạch. Uwe Bergmann, nhà khoa học và giáo sư tại Đại học Wisconsin-Madison, đồng tác giả của bài báo cho biết: “Nó thực sự sẽ thay đổi cách chúng ta nghĩ về Photosystem II.
Các nhà nghiên cứu đã chụp “những hình ảnh có độ phân giải cực cao” về các giai đoạn khác nhau của quy trình (ở nhiệt độ phòng), mang lại cho họ cái nhìn sâu sắc mới về cách thức và địa điểm cụ thể mà oxy được tạo ra. Bóng chày có thể cung cấp một phép ẩn dụ đơn giản (nếu hơi gượng ép) để minh họa cho quá trình này. SLAC giải thích: “Trung tâm quay vòng qua bốn trạng thái oxy hóa ổn định, được gọi là S0 đến S3, khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. “Trên sân bóng chày, S0 sẽ là thời điểm bắt đầu trận đấu khi một cầu thủ ở sân nhà sẵn sàng đánh gậy. S1-S3 sẽ là người chơi ở vị trí thứ nhất, thứ hai và thứ ba.” Dựa trên phép ẩn dụ này, một người đánh bóng tiếp xúc với người chạy trước biểu thị phức hợp đang hấp thụ một photon ánh sáng mặt trời. “Khi quả bóng thứ tư được đánh, người chơi trượt vào nhà, ghi bàn hoặc, trong trường hợp của Photosystem II, giải phóng một phân tử oxy có thể thở được.” Đó là giai đoạn cuối cùng (S4, giữa cơ sở thứ ba và trượt về nhà trong phép ẩn dụ của chúng tôi) mà họ đã chụp ảnh lần đầu tiên, nơi hai nguyên tử oxy liên kết để giải phóng một phân tử oxy, tiết lộ các bước bổ sung chưa từng thấy trước đây.
Video dưới đây minh họa quá trình và khám phá của nhóm.
Vittal Yachandra, một nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Berkeley và là đồng tác giả của bài báo cho biết: “Hầu hết quá trình tạo ra oxy để thở diễn ra ở bước cuối cùng này. xuất bản năm Thiên nhiên. “Nhưng có một số điều xảy ra ở các phần khác nhau của Photosystem II và cuối cùng tất cả chúng phải kết hợp với nhau để phản ứng thành công. Cũng giống như trong môn bóng chày, các yếu tố như vị trí của quả bóng, vị trí của người ném bóng và người ném bóng ảnh hưởng đến các bước di chuyển mà người chơi thực hiện để về sân nhà, môi trường protein xung quanh trung tâm xúc tác ảnh hưởng đến phản ứng này diễn ra như thế nào.”
Các nhà nghiên cứu mong đợi một bản nâng cấp tia X vào cuối năm nay sẽ làm sáng tỏ hơn quá trình này. Nó sẽ sử dụng tốc độ lặp lại lên tới một triệu xung mỗi giây, tăng từ 120 xung mỗi giây được sử dụng trong thử nghiệm này. “Với những nâng cấp này, chúng tôi sẽ có thể thu thập dữ liệu trong vài ngày chỉ trong vài giờ,” Bergmann nói. “Chúng tôi cũng sẽ có thể sử dụng tia X mềm để hiểu thêm về những thay đổi hóa học xảy ra trong hệ thống. Những khả năng mới này sẽ tiếp tục thúc đẩy nghiên cứu này tiến lên và làm sáng tỏ thêm về quá trình quang hợp.”
Nhóm nghiên cứu tin rằng kết quả sẽ giúp họ “phát triển các hệ thống quang hợp nhân tạo bắt chước quá trình quang hợp để thu ánh sáng mặt trời tự nhiên nhằm chuyển đổi carbon dioxide thành hydro và nhiên liệu dựa trên carbon”. Jan Kern, một đồng tác giả và nhà khoa học khác tại Phòng thí nghiệm Berkley, cho biết: “Càng tìm hiểu nhiều về cách tự nhiên hoạt động, chúng ta càng tiến gần hơn đến việc sử dụng các nguyên tắc tương tự trong các quy trình do con người tạo ra, bao gồm các ý tưởng về quang hợp nhân tạo để làm sạch và nguồn năng lượng bền vững.”
Tất cả các sản phẩm do Engadget đề xuất đều do nhóm biên tập của chúng tôi lựa chọn, độc lập với công ty mẹ của chúng tôi. Một số câu chuyện của chúng tôi bao gồm các liên kết liên kết. Nếu bạn mua thứ gì đó thông qua một trong những liên kết này, chúng tôi có thể kiếm được hoa hồng liên kết. Tất cả giá là chính xác tại thời điểm xuất bản.
