SLAC राष्ट्रीय त्वरक प्रयोगशाला और लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला के शोधकर्ता (स्वीडन, जर्मनी और यूके में सहयोगियों के साथ) नई रोशनी डालना प्रकाश संश्लेषण के अंतिम चरण में। उन्होंने परमाणु विस्तार से देखा कि कैसे फोटोसिस्टम II, पौधों में पाया जाने वाला एक प्रोटीन कॉम्प्लेक्स, एक परिवर्तन से गुजरता है जिसके परिणामस्वरूप एक अतिरिक्त ऑक्सीजन परमाणु का नुकसान होता है। वैज्ञानिकों का मानना है कि ये खोजें स्वच्छ ऊर्जा स्रोतों में सुधार के लिए एक रोडमैप प्रदान करने में मदद करेंगी। विस्कॉन्सिन-मैडिसन विश्वविद्यालय के एक वैज्ञानिक और प्रोफेसर उवे बर्गमैन ने कहा, “यह वास्तव में सिस्टम टू के बारे में हमारे सोचने के तरीके को बदल देगा।”
शोधकर्ताओं ने प्रक्रिया के विभिन्न चरणों (कमरे के तापमान पर) की “अति-उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवियां” लीं, जिससे उन्हें ऑक्सीजन का उत्पादन कैसे और कहाँ हुआ, इसकी नई जानकारी मिली। बेसबॉल प्रक्रिया को स्पष्ट करने के लिए एक सरल (यदि कुछ मजबूर हो) रूपक की पेशकश कर सकता है। एसएलएसी बताते हैं, “केंद्र चार स्थिर ऑक्सीकरण अवस्थाओं से गुजरता है, जिसे सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने पर S3 के माध्यम से S0 के रूप में परिभाषित किया जाता है।” “बेसबॉल के मैदान पर, S0 खेल की शुरुआत होगी जब घरेलू खिलाड़ी बल्लेबाजी के लिए तैयार होगा। S1-S3 पहले, दूसरे और तीसरे खिलाड़ी होंगे।” इस रूपक के आधार पर, आगे के धावकों से संपर्क करने वाला बल्लेबाज इंगित करता है कि बल्लेबाज सूर्य के प्रकाश के फोटॉन को अवशोषित करता है। “जब चौथी गेंद हिट होती है, तो खिलाड़ी घर की ओर स्लाइड करता है, एक रन बनाता है या, दूसरी तस्वीर प्रणाली के मामले में, सांस लेने वाली ऑक्सीजन के एक अणु को छोड़ता है।” यह वह अंतिम चरण है (S4, हमारे रूपक में तीसरे आधार और स्लाइडिंग हाउस के बीच) जिसे उन्होंने पहली बार चित्रित किया, जहां दो ऑक्सीजन परमाणु एक ऑक्सीजन अणु को छोड़ने के लिए बंधते हैं, अतिरिक्त चरणों का खुलासा करते हैं जो हमने पहले नहीं देखे हैं।
नीचे दिया गया वीडियो टीम की प्रक्रिया और खोजों को प्रदर्शित करता है।
बर्कले लैब वैज्ञानिक और पेपर के सह-लेखक वाइटल यचंद्र ने कहा, “अधिकांश प्रक्रियाएं जो श्वसन योग्य ऑक्सीजन का उत्पादन करती हैं, इस अंतिम चरण में होती हैं।” में प्रकाशित किया गया था प्रकृति. “लेकिन दूसरी तस्वीर प्रणाली के विभिन्न हिस्सों में कई चीजें चल रही हैं और सफल होने की प्रतिक्रिया के लिए उन्हें अंततः एक साथ आना चाहिए। बेसबॉल की तरह, गेंद की स्थिति और बेसमैन की स्थिति जैसे कारक और क्षेत्ररक्षक उन आंदोलनों को प्रभावित करते हैं जो खिलाड़ी घर के आधार तक पहुंचने के लिए लेता है, उत्प्रेरक केंद्र के आसपास प्रोटीन का वातावरण प्रभावित करता है कि यह बातचीत कैसे होती है।”
शोधकर्ताओं ने प्रक्रिया पर अधिक प्रकाश डालने के लिए इस वर्ष के अंत में एक्स-रे को अपग्रेड करने की उम्मीद की है। यह इस प्रयोग में उपयोग किए गए 120 बीट प्रति सेकंड से 1 मिलियन बीट प्रति सेकंड की पुनरावृत्ति दर का उपयोग करेगा। “इन अपग्रेड के साथ, हम कुछ ही घंटों में कई दिनों का डेटा एकत्र करने में सक्षम होंगे,” बर्गमैन ने कहा। “हम सिस्टम में होने वाले रासायनिक परिवर्तनों को और समझने के लिए सॉफ्ट एक्स-रे का उपयोग करने में भी सक्षम होंगे। ये नई क्षमताएं इस शोध को आगे बढ़ाएंगी और प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया पर नई रोशनी डालेंगी।”
टीम का मानना है कि निष्कर्ष उन्हें “कृत्रिम प्रकाश संश्लेषक प्रणाली विकसित करने में मदद करेंगे जो कार्बन डाइऑक्साइड को हाइड्रोजन और कार्बन-आधारित ईंधन में परिवर्तित करने के लिए प्राकृतिक सूर्य के प्रकाश की कटाई के लिए प्रकाश संश्लेषण की नकल करते हैं।” जीन केर्न, सह-लेखक और एक अन्य बर्कले लैब वैज्ञानिक ने कहा, “जितना अधिक हम जानते हैं कि प्रकृति यह कैसे करती है, हम मानव निर्मित प्रक्रियाओं में इन सिद्धांतों का उपयोग करने के करीब पहुंच जाते हैं, जिसमें स्वच्छ और टिकाऊ ऊर्जा के रूप में कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण के विचार शामिल हैं। स्रोत।”
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