کنترل تبدیل انرژی خورشیدی در طبیعت

یک تیم تحقیقاتی به مطالعه فتوسنتز و نقش کوفاکتورها در این فرآیند پرداخته است. برای این کار از طیف سنجی فوق‌العاده سریع انتخابی پلاریزه استفاده شده است. نتایج این تحقیق می‌تواند درک دانشمندان را از این فرآیند افزایش داده و در نهایت برای تولید ادوات مبدل انرژی مفید باشد.

در طبیعت فرآیند ذخیره انرژی خورشیدی در کمپلکس‌های پروتئینی جاذب نور موسوم به مراکز واکنش فتوسنتزی (RCs) انجام می‌شود. ماحصل میلیاردها سال تکامل این است که طبیعت یک هسته کوفاکتور هگزامری جاذب نور را برای انجام واکنش شیمیایی فتوسنتز به‌کار گیرد. در این سیستم انتقال الکترون تولید شده در فضایی در حدود سه نانومتر اتفاق می‌افتد. این فرآیند بسیار شبیه جدایی بارها در ادوات فتوولتائیک است.
یک تیم تحقیقاتی از آزمایشگاه تابش نوتردام و بخش مهندسی و علوم شیمیایی آزمایشگاه آرگونه به مطالعاتی پرداختند که ما حصل نتایج آن چگونگی انجام این فرآیند را تشریح می‌کند. این گروه تحقیقاتی با استفاده از طیف سنجی فوق العاده سریع انتخابی پلاریزه روی تک بلورها، به بررسی فتوشیمیایی ویژه کوفاکتورها پرداخته و ویژگی‌های حالت برانگیخته غیر مستقر ایجاد شده توسط نور را در مقیاس نانومتری مشخص کردند.
این کار از اهمیت بسیاری برخوردار است زیرا همپوشانی بخش‌های مختلف طیف نوری کوفاکتورها موجب کاهش قدرت تفکیک پاسخ در کوفاکتورها شده و در نهایت موجب نوعی محدودیت در درک کارایی فتوشیمیایی مراکز واکنش فتوسنتزی می‌گردد. با استفاده از طیف سنج جذب انتقال سریع، کوفاکتورها در مراکز واکنش فتوسنتزی مورد مطالعه قرار می‌گیرند. این کار با جهت‌گیری دقیق پلاریزاسیون پمپ و پالس پیمایشگر نسبت به محور بلوری تک بلور انجام می‌شود.
تاثیر این پروژه در قدم اول این است که جزئیات کاملی از مراحل اولیه تبدیل انرژی به‌وسیله فتوسنتز ارائه می‌دهد، همچنین نقش حالت‌های برانگیخته غیر مستقر را مشخص کرده و در نهایت راهبردهای آنالیزی جدیدی برای مطالعه کارایی غیرمعمول جذب و جدایی بارها در سیستم‌های فتوسنتزی طبیعی ارائه می‌کند.