Skip to content Skip to navigation

Doğada Fotosentez Yapabilen Yapay Yapraklar

Ayşenur Okatan
20/03/2019 - 17:17

Günümüzde sera gazlarının etkisiyle artan karbondioksit gazı miktarı iklim değişikliği gibi çevre sorunlarını da beraberinde getiriyor. Dünyadaki bitki popülasyonu ve diğer fotosentez yapabilen canlılar ise bu artışı durdurmaya yetmiyor.

Chicago Illinois Üniversitesi’nden iki araştırmacı artan karbondioksit miktarını azaltmak için karbondioksitin karbonmonoksite çevrildiği yeni bir yöntem geliştirdi. Sonuçları ACS Sustainable Chemistry & Engineering dergisinde yayımlanan çalışmada, laboratuvar ortamında geliştirilen yapay yaprakların doğal ortamda da fotosentez yapabilmesi sağlandı.

Doğadaki bitkiler güneş ışığını kullanarak karbondioksit (CO2) ve suyu (H2O) oksijen (O2) ve besine çevirir.

Son teknolojiyle geliştirilen yapay yapraklar laboratuvar ortamında tanklarda bulunan saf ve basınçlı karbondioksiti kullanarak fotosentez yapabiliyor. Bunun sonucunda karbondioksit, karbonmonoksit ve oksijene çevriliyor. Fakat bu yapraklarda doğal yapraklardaki gibi gaz alışverişini sağlayan gözenekler bulunmadığından havadaki karbondioksiti diğer gazlardan ayrıştırıp fotosentez için doğrudan kullanamıyorlar. Araştırmacılar bu soruna yönelik de bir çözüm geliştirdi.

Bitkiler yapraklarındaki gözenekleri kullanarak havadan karbondioksit gazını alırlar. Bu gözeneklere stoma adı verilir.

Geliştirilen yöntemde yapay yapraklar içi su ile dolu, karbon tutucu özellikte, amin (azot ve hidrojen atomundan oluşan organik bileşik) reçinesinden oluşan, yarı geçirgen bir zarla sarıldı. Amin grupları karbondioksitle tepkimeye girer ve bu şekilde havadaki karbondioksitin zara tutunmasını sağlarlar. Yapay stomalardan içeri giren karbondioksit yapay fotosistemde karbonmonoksite çevrilir. Güneş ışığıyla ısınan su buharlaşarak zardan dışarı çıktıkça yerine karbondioksit zardan içeri girer ve bu süreç devam eder.

Geçirgen zarla kaplanmış yapay yaprakların merkezinde fotosentez için gerekli enzimlerle kaplı, ışık emici, yapay fotosistem bulunur. Eksi yüklü zar ise yapay gözenek olarak kullanılır. Su molekülleri (beyaz ve kırmızı top) güneş ışığının etkisiyle buharlaştıkça yaprağın altından dışarı çıkar ve karbondioksit gazı (iki kırmızı ve bir siyah top) içeri alınır. Yapay yaprakların fotosentezi sonucu karbonmonoksit ve oksijen gazı (kırmızı top) açığa çıkar. Kaynak: Meenesh Singh

Doğal yapraklardan on kat daha verimli fotosentez yapabilen yapay yapraklar çevreye zararlı karbondioksiti karbonmonoksite çevirerek atmosferdeki karbondioksit miktarını azaltabiliyor. Aynı zamanda açığa çıkan karbonmonoksit tek başına ya da hidrojen gibi farklı gazlarla birlikte yakıt olarak kullanılabiliyor.

 

Kaynak:

 

İlgili İçerikler

Biyoloji

Memeliler sınıfında yer alan kemiriciler genellikle sürekli uzayan dişleri, kısa sürede çok sayıda yavrulamaları, hızlı hareket etmeleri ve ağaç, çöl, toprak altı, kayalık yerler ve sucul alanlar gibi farklı ortamlarda yaşayabilmeleriyle bilinir.

Biyoloji

2019 TÜBİTAK Teşvik Ödülü’ne layık görülen Doç. Dr. Nurhan Özlü Sıcakkan ile, 8 Mart Dünya Kadınlar Günü’ne özel olarak, kanser araştırmaları üzerine bir söyleşi gerçekleştirdik.

Biyoloji

Üç tarafı denizlerle çevrili Türkiye binlerce deniz canlısı türüne ev sahipliği yapıyor. Bu canlılardan biri de denizanası. Ülkemizdeki denizlerde sekiz denizanası türü yaşıyor. Bu türler ay denizanası, pusula denizanası, maviş denizanası, mor sokar denizanası, deniz ciğeri denizanası, ters-düz denizanası, göçmen denizanası ve beyaz noktalı denizanası.

Biyoloji

Papağanlar ve kargalar, vücutlarının büyüklüklerine nazaran görece büyük beyinlere sahiptir ve sosyal zekâya sahip olmalarıyla bilinir. Geçmişte yapılan bilimsel çalışmalar kargaların birbirleriyle yardımlaşmadığını göstermişti. Yakın zamanda yapılan araştırmada ise bu kez papağanların birbirleriyle yardımlaşıp yardımlaşmadığı incelenmiş.

Biyoloji

Göz renginiz annenizden, saç şekliniz ise babanızdan... Peki ama bu özellikler nesilden nesile nasıl aktarılıyor?

Biyoloji

Günümüzde birçok canlı şehirleşme, tarım, endüstri gibi nedenlerle yaşam alanlarını kaybediyor. Bu canlılardan biri de Toros kurbağaları (Rana holtzi).

Biyoloji

Mitokondrilerin hücrelerin enerji santralleri olduğu biliniyordu. Yakın zamanlarda yapılan araştırmalar, mitokondrilerin daha önceleri bilinmeyen yeni bir işlevini ortaya çıkardı. Dr. Zheng Wu ve arkadaşlarının Nature Metabolism’de yayımladıkları sonuçlara göre, mitokondriler DNA’ya zarar veren etkenleri algılayarak çekirdekteki DNA’nın daha iyi korunmasını sağlıyor.

Biyoloji

Uluslararası bir araştırma grubu sıradan nesnelerin içinde bilgi depolamak için bir yöntem geliştirdi. Dr. Julian Koch ve arkadaşları tarafından yapılan araştırma Nature Biotechnology’de yayımlandı.

Biyoloji

“Birincil düzenleme” adı verilen yeni yöntem DNA sarmalındaki iplikçiklerin ikisinin birden kesilmesini gerektirmiyor. Üstelik bu yöntem temel düzenleme gibi sadece belirli türdeki nokta mutasyonları değil herhangi bir türdeki nokta mutasyonu düzeltmek için kullanılabiliyor.

Biyoloji

2017’de Madagaskar’da keşfettiği yeni çekirge türleri ile tanınan, Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Zooloji Anabilim Dalı’nda öğretim üyesi olan Prof. Dr. Mustafa Ünal ile araştırmaları üzerine bir söyleşi gerçekleştirdik.