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

Yıldız Teknik Üniversitesi IEEE Öğrenci Kulübü tarafından düzenlenen 7. BioForm etkinliği, 27-29 Kasım tarihleri arasında Yıldız Teknik Üniversitesi Davutpaşa Kampüsü Elektrik-Elektronik Fakültesi Konferans Salonu’nda gerçekleştiriliyor.

Biyoloji

Kartallar, şahinler, doğanlar, deliceler, kerkenezler, atmacalar ve çaylaklar  Türkiye’de de sayılı türleri olan gündüz yırtıcılarıdır. Bu kuşlar yüksek strateji geliştirme yetenekleri, manevra kabiliyetleri, hızlı uçmaları ve avlarını çok uzak mesafelerden bile görebilmeleri ile her zaman insanların ilgi odağı olmuştur. Ancak ak çaylaklar bu yırtıcılar arasında en az bilinenidir. 

Biyoloji

Biyofloresan canlının ışığı soğurması ve farklı renkte tekrar yaymasıdır. Bu olay denizlerde ve karalarda yaşayan bazı canlı türlerinde görülen biyolüminesans olayından farklıdır. Biyofloresan, canlıların derilerinde veya dokularında bulunan ve ışığı soğuran proteinler sayesinde gerçekleşir.

Biyoloji

Oxford Üniversitesinden bilim insanları, şempanzelerin yüzlerini tanımak ve onları doğal yaşam ortamlarında izlemek için yeni bir yapay zekâ teknolojisi geliştirdi. Araştırmanın sonuçları Science Advances dergisinde yayımlandı.

Biyoloji

Fosfat, şeker ve azot içeren baz (adenin, guanin, sitozin ve timin) gruplarının bir araya gelmesiyle oluşan DNA hücrelerimizde kalıtsal bilgiyi taşıyan moleküldür. DNA birbirine sarmal şekilde bağlanmış iki zincirden meydana gelir. Her bir zincir nükleotid olarak isimlendirilen molekül birimlerinin bir araya gelmesiyle oluşur.

Biyoloji

Adli tıp araştırmalarında olay yerinden alınan DNA örneklerinden suçluların belirlenmeye çalışıldığına polisiye dizilerde ya da filmlerde tanık olmuşsunuzdur. DNA dizisindeki kişiye özgü sıralamaları analiz ederek bir DNA örneğinin kime ait olduğunu belirlemeye yarayan yöntem DNA parmak izi olarak isimlendiriliyor. Peki, bu yöntem nasıl çalışıyor?

Biyoloji

Belki sizi şaşırtabilir ama Türkiye’de bir zamanlar çita, aslan, Hazar kaplanı, pars gibi büyük kediler yaşıyordu. Bunlardan çita en son 13. yüzyılda, aslan 19. yüzyılın başlarında, pars ve Hazar kaplanı ise 1970’li yıllarda ülkemizde görülmüş. Günümüzdeyse kedi ailesinden vaşaklar, yaban kedileri, saz kedisi ve karakulak gibi türler, soyları tehdit altında olsa da, hâlen Türkiye’de yaşıyor.

Biyoloji

Güney Amerika’daki sularda yaşayan 250’den fazla türde balığın yön bulmak ve birbirleriyle iletişim kurmak için elektrik ürettiği biliniyor. Ayrıca görünüşleri yılana benzediği için elektrikli yılan balığı olarak adlandırılan türler avlanmak ve kendilerini savunmak için de elektrik kullanıyor.

Biyoloji

Doğada bazı hayvan türlerinin sayısı kıtlık, aşırı avlanma, iklim değişikliği ya da yaşam alanlarının daralması sonucu azalır. Hatta bu durum soylarının tamamen tükenmesine kadar gidebilir. Fakat bazen soyu tükendi diye düşündüğümüz türler uzun bir aradan sonra tekrar ortaya çıkar. Türkiye’deki bu türlerden biri de balık baykuşudur.

Biyoloji

Daha önce arıların sıfırı kavrayabildiği ve bu yüzden soyut matematikle ilgili kavramları anlamlandırabildiği üzerine gerçekleştirilen araştırmayı yürüten ekip arılar üzerinde çalışmaya devam etti ve arıların sembolleri sayılarla eşleştirebildiğini keşfetti.