Ters Fotosentez Endüstriyel Üretimde Devrim Yaratacak

Bitkiler fotosentez yaparak ışık enerjisini, kullanabilecekleri kimyasal enerjiye dönüştürür. Böylece beslenerek büyürler ve bir yandan da oksijen salınımı yaparlar. Bu süreç uzun zamandır bilim dünya..
Görsel Telif: xefstock/iStock

Bitkiler fotosentez yaparak ışık enerjisini, kullanabilecekleri kimyasal enerjiye dönüştürür. Böylece beslenerek büyürler ve bir yandan da oksijen salınımı yaparlar. Bu süreç uzun zamandır bilim dünyasının başlıca ilgi alanlarından biri oldu. Genellikle çalışmalar yapay fotosenteze odaklanıyordu. Geçtiğimiz günlerde Danimarka’dan bir araştırma ekibi ise konunun farklı bir yönünü ele alan çalışmalarını Nature Communications dergisinde yayımladıkları makale ile paylaştı.

Kopenhag Üniversitesi’nde yürütülen bu araştırmada bilimciler, biyokütleyi parçalayarak kimyasallar ve enerji (dolayısıyla yakıt) üreten ve “ters fotosentez” adını verdikleri süreç üzerinde çalıştı. Araştırmacılar, bu yöntem sayesinde plastiğin ve kimyasalların endüstriyel üretiminde köklü değişiklikler yaşanabileceğini belirtiyor.

Ters fotosentezde güneş ışığı, tıpkı bitkiler doğada fotosentez yaparken olduğu gibi klorofil molekülünde tuzaklanıyor. Ardından monooksijenaz adlı doğal enzimler ekleniyor. Bu enzimler, güneş enerjisinin bitki biyokütlesini parçalamaya başlamasını ve bu süreçte kimyasallar ile enerji üretmesini sağlıyor. Monooksijenaz endüstriyel biyoyakıt üretiminde kullanılan bir enzim ve güneş ışığına maruz kaldığında verimi artıyor.

Süreci basit örneklerle anlatmak gerekirse şöyle ifade edilebilir: Biyokütle olarak bir miktar saman ya da odun, mantarlarda ve bakterilerde bulunan litik polisakkarit monooksijenaz  (İng. lytic polysaccharide monooxygenase – LPMO) enzimi ile birleştirilir. Klorofil eklenip, karışım güneş ışığına maruz bırakıldığında, biyokütledeki şeker molekülleri doğal olarak daha küçük bileşenlerine ayrılır. Ortaya çıkan biyokimyasallar daha sonra çok daha kolay bir şekilde yakıta ve plastiğe dönüştürülebilir.

Burada anahtar nokta, güneş ışığının enerjisinin kendisinin kimyasal süreçleri tetiklemek için kullanılmasında yatıyor. Güneşin gücünü kullanarak, diğer türlü 24 saat alan tepkimeleri 10 dakika gibi bir sürede tamamlamak mümkün. Bu da endüstriyel açıdan çok daha hızlı bir üretim, düşük sıcaklık ve yükselen enerji verimliliği anlamına geliyor.

“Hep burnumuzun dibindeydi ama hiçbirimiz fark edemedik: Güneş sayesinde gerçekleşen fotosentez sadece bitkilerin büyümesini sağlamakla kalmıyor, aynı ilkeler bitki malzemesinin parçalanarak kimyasal maddelerin açığa çıkarılması için de uygulanabilir. Diğer bir deyişle, doğrudan güneş ışığı kimyasal süreçler başlatır,” şeklinde açıklıyor ekipten Prof.Claus Felby.

Ters fotosentez temelde gerçekten de fotosentez sürecinin tam tersi. Ekibin diğer üyesi olan Klaus Benedikt Møllers şöyle anlatıyor: “Ters fotosentez terimini kullanıyoruz, çünkü enzimler atmosferik oksijeni ve Güneş’in ışınlarını kullanarak karbon bağlarını kırıp dönüşüme uğratıyor. Fotosentezde ise bitkiler büyürken oksijen üretilir.”

Araştırmacılar ışık, kolorofil ve monooksijenaz kullanılarak gerçekleşen ters fotosentezin doğada ne kadar yaygın olduğundan henüz emin değil. Ancak mantarların ve bakterilerin bu süreci kullanarak, bitkilerdeki şeker ve besinleri elde ettiğine işaret eden bulgular var.

Bitkileri bir yana bırakırsak, bu dünya için ne anlama geliyor? Ters fotosentez karbon ile hidrojen arasındaki kimyasal bağları parçalayabilir. Bu özelliği biyogaz-bitki kaynaklı metanın metanole dönüştürülmesi için kullanılması mümkün. Metanol bir hammadde olarak oldukça çekici, çünkü petrokimya endüstrisi tarafından kullanılıp yakıta, malzemeye ve kimyasala dönüştürülebilir. Dolayısıyla biyoyakıt, plastik ve diğer endüstriyel ürünlerin yapılış biçimi üzerinde dramatik etkileri olacağına kuşku yok. Ters fotosentez kullanılarak fabrikalar hem üretimi hızlandırabilir, hem de kirliliği azaltabilir. Yeni keşfedilen bu yöntemin geleceği parlak, ama şimdilik araştırmacıların üzerinde biraz daha çalışması gerekiyor.

Kaynak ve İleri Okuma

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv