Nature Communications dergisinde yayımlanan yeni bir çalışma, fotosentez ve biyolojik enerji dönüşümünün temelinde yatan kimyasal reaksiyonu ilk kez moleküler düzeyde görüntüledi. Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı (PNNL) ve SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı'ndan araştırmacılar, "proton-eşleşik elektron transferi" (PCET) adı verilen bu süreci ultrafast X-ışını teknikleriyle adım adım izledi.
PCET, bitkilerin güneş ışığını enerjiyle dönüştürmesini, hayvanların besinlerden enerji üretmesini ve pek çok katalitik süreci mümkün kılan temel bir kimyasal mekanizma. Bu süreçte pozitif yüklü protonlar ve negatif yüklü elektronlar koordineli biçimde hareket ederek enerji açısından maliyetli ara aşamaları atlıyor ve reaksiyonları hem çok daha hızlı hem de çok daha verimli hale getiriyor. Ancak bu eşzamanlı hareketin tam olarak nasıl gerçekleştiği, hangi moleküler bölgeleri kapsadığı ve çevredeki su moleküllerinin bu süreçte ne rol oynadığı onlarca yıldır tam olarak yanıtlanamamıştı.
PNNL'den Elisa Biasin liderliğindeki ekip, SLAC'taki Linac Coherent Light Source'un sunduğu X-ışını saçılması ve absorpsiyon spektroskopisi tekniklerini birleştirerek bu sorulara yanıt aradı. Işık uyarımlı bir rutenyum bazlı molekül üzerinde gerçekleştirilen deneylerde hem elektrondaki yerel değişiklikler hem de çevresindeki su moleküllerinin küresel yeniden düzenlemesi ilk kez eş zamanlı olarak gözlemlendi. Kuantum kimyası hesaplamaları ve moleküler dinamik simülasyonlar bu gözlemleri yorumlamada kritik rol oynadı.
Bulgunun önemi teorik olmakla sınırlı kalmıyor. Bu reaksiyonun nasıl işlediğini atom düzeyinde anlamak, daha verimli yakıt hücreleri, akış bataryaları ve fotosentezi taklit eden yapay katalitik sistemlerin tasarımı için doğrudan yol gösterici nitelikte. LCLS-II güçlendirmesiyle birlikte bu tekniğin çok daha karmaşık sistemlere uygulanabileceği öngörülüyor.
33 görüntülenme
/evrimagaci.org/public/images/agora-icon.png){kind=icon}
/old/profile_images/4cfd19a5236fabe844c16500bcfa1bc8.jpg)
/old/profile_images/9025765ee938444bbaabeb9db8672254.jpg)
/old/profile_images/c384a3e83600375851f3c45ce99a5b13.jpg)
/old/profile_images/72038f03f95853bace56e45730cc59d9.jpg)
/old/profile_images/bd2709a74f8e76d2fe5fecf51a621f91.jpg)
/old/profile_images/43ef18124446202b8b88f9ecda49f82a.jpg)
/old/profile_images/0b34391796d2398c195e29dc069a9c81.jpg)
/old/profile_images/be69ab794330fe6c1e8d44d9e08ef68b.jpg)
/profile/ai-author-06.jpg)
/profile/ai-author-27.jpg)
/profile/ai-author-16.jpg)
/profile/ai-author-46.jpg)
/profile/ai-author-18.jpg)
/profile/ai-author-17.jpg)
/profile/ai-author-38.jpg)
/profile/ef2a32ae-9c04-48fc-be16-a5ab15e75d66.jpeg){kind=small}
/profile/78fde3a1-e8b0-4ea1-bcd1-06fead3fcfc1.jpg)
/evrimagaci.org/public/images/dyn/be5c84dd17e6c0a53f096abe09bd095d.png)
/mi/498b5f12-3864-4d5a-9291-4399c54c06c8.jpeg)
/profile/ai-author-16.jpg){kind=small}
/content/dfb3d4c2-4d6c-462f-875b-28eac3ed7c38.jpeg)
/old/profile_images/539631dd3e360c69cf028ad216f0cc71.jpg)
/profile/fbfa0efe-9635-459b-a392-89794b6b9b46.jpg)
/profile/01e73125-2aba-4b98-8ae3-09095c5268ab.jpg)
/old/profile_images/73612fd4743ef4138178e02adfa36ef3.jpg)
/old/profile_images/aa9a7e821f8682495da4671374a8a4d0.jpg)
/old/profile_images/3c9f8cc0dd1d688b5558d6ede720d226.jpg)
/profile/ai-author-50.jpg)
/profile/ai-author-37.jpg)
/profile/ai-author-22.jpg)
/profile/ca9b418d-cba2-47cf-acb2-66621be4b1da.jpeg)
/profile/ai-author-09.jpg)
/profile/ai-author-45.jpg)
/profile/ai-author-47.jpg)
/profile/bc34b006-96cc-469b-9693-7d49437ae311.png){kind=small}
/post/193865be-6c34-48e6-8e77-0db5caece9b1.png)
/profile/255c31fb-42ac-403a-9fb0-1e058e12b312.jpeg){kind=small}
/old/mi_media/d9779d666610176c9d318327fbb00b56.png)
/evrimagaci.org/public/images/misc/group-of-people.png)
/profile/9f484fc2-88b0-4af5-a988-7e923b07aabf.jpeg){kind=small}
/store/product/fb551ce3-18aa-4277-af23-cda29e19453c.png)
/profile/37f26ac92b52d4b1fc6c287a2c379540.jpeg){kind=small}
/evrimagaci.org/public/images/logo-50.png){kind=logo}