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

Sürdürülebilir şehirleşmenin günümüzdeki en önemli ayaklarından biri yeşil binalar. Yenilenebilir enerji kaynaklarının tercih edildiği, su ve enerjinin verimli kullanıldığı, hava kalitesinin artırıldığı, geri dönüştürülebilen ve zehirsiz malzemelerden yapılan yeşil binalar içinde yaşayanların ve çalışanların verimliliğini artıracak şekilde tasarlanıyor ve çevreye uyum sağlayacak biçimde inşa ediliyor.

Biyoloji

İskorpitgiller takımında yer alan uçan kırlangıç balığı dünyada tuzlu, sıcak ve ılıman denizlerde yaşar.

Biyoloji

Karbon, azot, fosfor, kükürt, hidrojen ve oksijen canlıların yapısında bulunan temel elementlerdir. Bu elementler ekosistemde sürekli olarak bir formdan başka bir forma dönüştürülür ve canlılar tarafından yaşamsal faaliyetler için tekrar tekrar kullanılır. 

Biyoloji

Türkiye doğasında zehirli ve zehirsiz birçok büyük mantar türü bulunuyor. Mantarların zehirli olup olmadığını anlamak ise hiç kolay değil. Çünkü aynı ortamda yaşayabilen mantarlar şekillerine, renklerine ve kokularına göre kolayca ayırt edilemezler.

Biyoloji

Hücrelerimizde genetik bilgiyi taşıyan molekül olan DNA’nın keşfinden bu zamana kadar hayli yol alındı. Bu yıl 66.’sı kutlanan 25 Nisan DNA Günü’nde, 1860’lardan bugüne kadar genler üzerinde yapılan araştırmalara ve bu alanda yürütülen büyük projelere göz atmaya ne dersiniz? 

Biyoloji

TÜBİTAK Bilim ve Toplum Daire Başkanlığı, 2014’ten beri yürüttüğü ve 40.000’den fazla öğrenciye ulaştığı TÜBİTAK Bilim Söyleşileri’ni tüm Türkiye’ye ulaştırmak için bir portal hazırladı.

Biyoloji

Kemiriciler takımında yer alan su kemesi (Arvicola terrestris), Avrupa’dan Batı Sibirya ve Güneybatı Asya’ya kadar geniş bir bölgede yaşar. Ülkemizde de birçok bölgede görülür. Su kemesi yarı sucul yani su kenarında yaşayan fakat suya doğrudan bağımlı olmayan bir kemirici türüdür. 

Biyoloji

Atmacagiller ailesinin bir üyesi olan şah kartal dünyada Kıbrıs da dâhil olmak üzere Güney Avrupa’dan Güney Rusya’ya kadar geniş bir alanda yaşar. Türkiye’de ise özellikle İç Anadolu ve Ege taraflarında görülür.

Biyoloji

Bir besin zincirinin halkalarını farklı canlı grupları oluşturur. Zincirin ilk halkasında her zaman kendi besinlerini kendileri üreten canlılar vardır. Bitkilerin fotosentez adını verdiğimiz bir olayla besin ürettiğini biliyoruz. Peki, fotosentez için bitkiler neye ihtiyaç duyar? Fotosentez sonucunda hangi ürünler oluşur? “Fotosentez ve Gazların Dansı” adlı etkinliğimizde bu soruların cevaplarını bulmaya çalışacağız.

Biyoloji

Finlandiya’daki Aalto Ünivesitesi’nden Dr. Matilda Backholm ve Almanya’daki Max Plank Enstitüsü’nden Dr. Oliver Baumchen, canlı hücrelerin ve mikroorganizmaların uyguladığı kuvvetleri ölçmek için bir yöntem geliştirdi.