لأول مرة: سخر الباحثون عملية التمثيل الضوئي لإنتاج مواد مختلفة، في عملية صديقة للبيئة
تستخدم النباتات عملية التمثيل الضوئي لإنتاج الطاقة عن طريق امتصاص الضوء وتكسير الماء وثاني أكسيد الكربون. في دراسة جديدة للبروفيسور يفتاح يعقوبي من كلية جورج س. وايز لعلوم الحياةوبالتعاون مع باحثين من جامعة أريزونا، نجح الفريق ولأول مرة في تسخير عملية التمثيل الضوئي التي تحدث في الأوراق، لصالح إنتاج الأسمدة والوقود والمواد الكيميائية، بما لا يضر بالجودة. من البيئة. سيؤدي هذا الإنجاز الثوري في المستقبل إلى إنتاج أنواع مختلفة من المواد الكيميائية مثل الأمونيا والهيدروجين، دون تلوث، مع الحفاظ على جودة الهواء الذي نتنفسه.
التدريب المهني للطحالب
ويستخدم غاز الهيدروجين حاليا لإنتاج الأسمدة مثل الأمونيا، وأيضا باعتباره مصدرا محتملا هاما وغير ملوث للطاقة، حيث أن حرقه في الدراجات الكهربائية أو السيارات الكهربائية ينبعث منه بخار الماء فقط. نجح فريق الباحثين بقيادة البروفيسور يفتاح ياكوفي، بالتعاون مع البروفيسور كيفين ريدينغ من جامعة أريزونا وطالبيهما أندريه كنجين ويوفال ميلارد، في اكتشاف الطريقة التي يمكن من خلالها ربط آلات النانومتر بأوراق النباتات والطحالب، و لإنتاج غاز الهيدروجين باستخدام خلايا الطحالب الدقيقة.
من أجل تسخير عملية التمثيل الضوئي في العمليات الكيميائية المختلفة، من الضروري تحديد نقطة محددة تسمى منفذ كهربائي نانومتري، حيث يمكن توصيل الإنزيمات المختلفة التي تنتج المواد المستهدفة المطلوبة مثل المواد الكيميائية. وقد حدد الباحثون مثل هذه النقطة، وأظهروا نشاطها عن طريق توصيل إنزيم الهيدروجيناز، الذي ينتج غاز الهيدروجين. تمت هندسة إنزيم الهيدروجيناز بنجاح في خلايا الطحالب الخضراء الدقيقة، وأثناء عملية التمثيل الضوئي، بفضل الأسلاك المباشرة، امتص حصريًا الإلكترونات اللازمة لإنتاج الهيدروجين الغازي، قبل "ابتلاعها واختفائها" للأنشطة الأخرى. وتم نشر البحث في المجلة الرائدة لعلوم الطاقة والبيئة
خطوة أخرى نحو مستقبل أخضر
وتعد نتائج البحث المبتكر، والتي ستكون بمثابة أساس لمزيد من البحث في هذا المجال، خطوة أولى في الثورة في مجال الطاقة الخضراء والصناعة الكيميائية. يمكن الآن استخدام عملية التمثيل الضوئي كمنصة لإنشاء طاقة متجددة ونظيفة وإنشاء "مصانع بيولوجية"، قادرة على إجراء التحولات الكيميائية بفضل ضوء الشمس ومصدر للمياه فقط كموردين للطاقة.
وبفضل الاكتشافات الجديدة، يقدر الباحثون أنه خلال 10 سنوات سيكون من الممكن تسخير عملية التمثيل الضوئي لإنتاج الطاقة والأسمدة والوقود والمواد الكيميائية المختلفة، وكل ذلك بطريقة خضراء تماما ودون الإضرار بجودة البيئة.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
- تم الكشف عن جزء أساسي آخر من عملية التمثيل الضوئي
- يبحث القراصنة البيولوجيون عن طرق أفضل لإنتاج الجينومات النباتية التي تنتج محاصيل أكبر
- وجد الباحثون في جامعة تل أبيب طريقة لزيادة إنتاج الهيدروجين من الطحالب وحيدة الخلية 5 مرات لمركبات المستقبل
- التمثيل الضوئي الاصطناعي لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية
