Yalnızca güneş ışığı kullanarak yapay bitkilerden benzin ve doğal gaz üretmenin mümkün olabildiğini hayal edin. Ayrıca, evimizi ısıtmak ya da araçlarımızı çalıştırmakta kullandığımızın bu yakıtların atmosfere herhangi bir sera gazı etkisi yaratmadığını düşünün. Nano-bilim ve biyolojinin kombinasyonu ile, University of California’dan araştırmacılar bu hayallerin gerçek olması yönünde büyük bir adım attılar.

Kimya profesörü Peidong Yang’ın öncülük ettiği araştırma takımı, doğal gazın asli unsuru olan metan üretebilen yapay bir yaprak geliştirdi. Yapılan çalışma Proceedings of the National Academy of Sciences’da detaylandırıldı. Bu çalışma daha önce yine Peidong Yang tarafından geliştirilmiş hibrit bir sisteme benzer bir sistem üzerine kurulu ve benzinin bileşeni olan butanol ve çeşitli biyokimyasal yapıtaşların yapay bitkilerden elde edilmesini mümkün hale getiriyor.

Yapılan bu çalışma ile sentetik fotosentezde büyük bir adım atıldı. Sentetik fotosentez ile normalde bitkilerin gün ışığı, karbondioksit ve suyu şekere dönüştürme işlemi sıvı yakıtlar üretmekte kullanılabiliyor.

Profesör Yang’a göre geliştirdiği hibrit inorganik/biyolojik sistemler, araştırmacalara fotosentezi çalışmak için yeni araçlar sunuyor ve bu yolla da fotosentezin henüz keşfedilmemiş yönlerini açığa çıkartma fırsatı veriyor.

Profesör Peidong Yang:

‘’ Işıktan verimli şekilde elektronlar üretmekte iyiyiz, fakat kimyasal sentezleme geçmişteki sistemlerimizle sınırlı kalıyordu. Bu deneyin bir amacı yarı iletken teknolojisi ile bakteriyal katalizörleri birleştirebileceğimizi göstermekti. Bu çalışma bize tamamen sentetik fotosentetik sistemi anlayıp en iyi hale getirme fırsatı veriyor.’’

Riskli ve Sonucu Ağır Olabilir

Arizona State University’de kimya ve biyokimya profesörü Thomas Moore:

‘’ Fosil yakıtları yakmak, doğal fotosentezin atmosferden alabildiğinden çok daha hızlı karbondiyoksit salıyor. Sistem yaktığımız fosil yakıtlardan atmosfere salınan her bir karbonu alarak tamamen karbon nötr yakıta çeviriyor. ‘’

Araştırmacılar nihayetinde, doğal eşleniğinden çok daha verimli ve dirençli olan tamamen sentetik bir sistem geliştirmek istiyorlar. Bunu yapabilmek için de, doğanın en iyi tasarımlarının model sistemlerine ihtiyaçları var- özellikle su ve karbondiyoksiti oda sıcaklığında şekere çeviren katalizörlerin model sistemlerine ihtiyaç var.

Ted Sargent’in de belirttiğine göre bu modellemeler doğanın doğrudan ya da harfi harfine taklit edilmesi anlamına gelmiyor. Doğanın rehberliği ile nasıl verimli ve seçimli katalizör yapılabileceği öğrenilebilir, ve sonrasında bu anlayış daha iyi tasarlanmış çözümleri oluşturmak için kullanılabilir.

 

---

 

Kaynak:  Eva M. Nichols, Joseph J. Gallagher, Chong Liu, Yude Su, Joaquin Resasco, Yi Yu, Yujie Sun, Peidong Yang, Michelle C. Y. Chang, Christopher J. Chang. Hybrid bioinorganic approach to solar-to-chemical conversion. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2015; 201508075 DOI:10.1073/pnas.1508075112

---