یک گروه تحقیقاتی بین‌المللی شامل محققانی از آمریکا، ایرلند، اسپانیا، فرانسه و روسیه به صورت موفقیت‌آمیزی مرکز فوتوسنتز یک باکتری ارغوانی رنگ را به یک آنتن جمع‌آوری‌کننده نور متشکل از یک نقطه کونتوامی (یک نانوبلور معدنی) ، مجهز کرد. در واقع آنها روشی برای افزایش راندمان نور ابداع کرده‌اند.
سیستم‌های فوتوسنتز مصنوعی با کمک نقاط کوانتومی
یک گروه تحقیقاتی بین‌المللی شامل محققانی
از آمریکا، ایرلند، اسپانیا، فرانسه و روسیه به صورت موفقیت‌آمیزی مرکز
فوتوسنتز یک باکتری ارغوانی رنگ را به یک آنتن جمع‌آوری‌کننده نور متشکل از
یک نقطه کونتوامی (یک نانوبلور معدنی) ، مجهز کرد. در واقع آنها روشی برای
افزایش راندمان نور ابداع کرده‌اند.
در ارگانیسم‌ها اولین مرحله فوتوسنتز جذب نور به‌وسیله یک آنتن است. این
آنتن کمپلکسی از پروتئین‌ها و رنگدانه‌های معدنی است که در نتیجه تابش نور
از نظر الکترونیکی به حالت تحریک‌شده درمی‌آیند. سپس این بسته انرژی به هم‌فاکتورهای
کلروفیل ویژه در مرکز واکنش فوتوسنتز منتقل می‌شود. این انرژی در نهایت
برای تولید انرژی سلولزی استفاده می‌شود.
انتقال بسته‌های انرژی در سرتاسر
فرآیند عاری از تابش ویژه‌ای بنام انتقال‌دهنده انرژی تشدید فورستر (FRET)
انجام می‌شود. در این فرآیند حالت‌های الکترونیکی فرستنده و گیرنده این
بسته‌های انرژی باید به حالت تشدید درآید. سیستم‌های فوتوسنتز مصنوعی نیز
برای جمع‌آوری مؤثر نور نیاز به یک آنتن دارند. این آنتن همچنین باید قادر
به انتقال بسته‌های انرژی در سرتاسر فرآیند FRET باشد. آنتن‌های سنتزی قبلی
مولکول‌های رنگدانه آلی بودند. عیب این مولکول‌ها این بود که قادر به گرفتن
فقط گستره بسیار کوچکی از طول موج‌های نور خورشید بودند. بعلاوه آنها تحت
تابش طولانی مدت پایدار نبودند. ایده این پژوهشگران این است که نقاط
کوانتومی فلورسانت را جایگزین این مولکول‌های آلی کنند. خواص نوری و
الکتریکی نقاط کوانتومی (از جمله طول موج‌هایی که جذب می‌کنند) را می‌توان
تنظیم کرد، زیرا خواص آنها به شدت وابسته به اندازه، شکل و اجزا تشکیل‌دهنده
می‌باشد.
این دانشمندان نقاط کوانتومی ساخته شده از تلورید کادمیوم و سلنیدکادمیوم
را انتخاب کردند. این نقاط کوانتومی تحت تابش، فلورسانس هستند و در دراز
مدت پایدار می‌باشند.
این محققان قادر به جفت کردن این آنتن با مرکز واکنش سیستم فوتوسنتز یک
باکتری ارغوانی رنگ شدند. این آنتن تحت تابش، زمان زیادی درخشان نمی‌شود؛
در عوض انرژی جذب‌شده را در سرتاسر فرآیند FRET به این مرکز واکنش منتقل می‌کند.
این فناوری ممکن است منجر به سیستم‌های فوتوسنتزی مصنوعی جدید می‌شود.
نتایج این تحقیق تحت عنوان “نقاط کوانتومی فلورسانت بعنوان آنتن‌های مصنوعی
برای جمع‌آوری نور تقویت‌شده و انتقال انرژی به مراکز واکنش فوتوسنتز” در
مجله‌ی Angewandte Chemie International Edition منتشر شده است.
