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

Bilim insanları, kuşların gagalarındaki bazı hücrelerin pusula işlevi gördüğünü ve bu durumun kuşların uzun ve karmaşık rotalarda yaptıkları yolculuklarda yön bulmalarına yardımcı olduğunu düşünüyordu. Fakat yakın zamanda yapılan bir araştırma, kuşların yönlerini kolaylıkla bulabilmesini sağlayan şeyin gözlerinde bulunan bir protein olduğunu gösterdi.

Biyoloji

ABD’deki Utah Sağlık Üniversitesinde çalışan bir grup araştırmacının yaptığı çalışmalar, Clostridia (20-30 ayrı bakteriyi içine alan bir sınıf) ba

Biyoloji

Dünyanın birçok yerinde bulunan kırlangıçkuyruklar yaklaşık 560 türe sahip bir kelebek ailesidir. İsimlerini, bazı türlerin kanatlarının altındaki kuyruğa benzer uzantılardan alırlar. Çoğunlukla tropik bölgelerde yaşarlar.

Biyoloji

Nanomalzemelere dayalı elektrokimyasal biyosensörler ve aptasensör teknolojilerinin geliştirilmesine yönelik çalışmaları nedeniyle 2015 yılında TÜBİTAK Bilim Ödülü’ne layık görülen Prof. Dr. K. Arzum Erdem Gürsan ile bir söyleşi gerçekleştirdik.

Biyoloji

Semenderlerin bacakları koptuğunda yeniden gelişir. Kertenkeleler düşmanlarını yanıltmak için kuyruklarını bırakır, daha sonra yeniden büyütür. Planarya solucanları, denizanaları ve denizşakayıkları ise bütün vücutlarını yeniden büyütebilir. 

Biyoloji

İnsan Genom Projesi ile insanların gen haritasının çıkarılması pek çok gelişmeye kapı araladı. Bunlardan biri de genetik testler. Genetik testler kan, tükürük gibi vücut sıvılarındaki hücrelerden elde edilen DNA’nın incelenmesine dayanıyor.

Biyoloji

Dünyada bilinen örümcek türlerinin sayısı 43.000’den fazladır. Bu örümcek türlerinin birçoğu zehirli olmasına rağmen zehirleri insanı öldürücü nitelikte değildir. Fakat 30 kadar türün zehrinin insanlar için tehlikeli olabileceği düşünülüyor.

Biyoloji

İnsan genomunun sadece %2’lik kısmı protein kodlar. Kodlamayan DNA ise geriye kalan %98’lik kısmı ifade etmek için kullanılan terimdir. Bir grup araştırmacının yaptığı çalışmalar, kodlamayan DNA’daki mutasyonların otizme yol açabileceğini gösteriyor.

Biyoloji

Bilkent Üniversitesi Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Araştırma Enstitüsü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Urartu Özgür Şafak Şeker ile sentetik biyoloji ve genetiği değiştirilmiş biyosistemlerin oluşturulması amacıyla sürdürdüğü çalışmaları üzerine videolu bir söyleşi gerçekleştirdik.

Biyoloji

Yapılan farklı araştırmalar karıncaların kendi vücut ağırlıklarının 10-50 kat fazlasını taşıyabildiklerini gösteriyor. Peki, karıncalar nasıl bu kadar kuvvetli olabiliyor?