常温大気下で太陽光エネルギーにより二酸化炭素を還元する「ガラスの葉」の作製

野地 智康
(大阪市立大学 複合先端研究機構 特任講師)

2016年7月24日日曜日

やさしい科学技術セミナー 光合成編

2016年7月16日(土曜日) 14:00-16:00、やさしい科学技術セミナー 
色が変わる!光る!!光合成の反応を目で見よう!」を行いました。

22名の中学生に参加して頂きました。

まずは、光合成の説明から。
光合成は、太陽光エネルギーを使って、水と二酸化炭素から糖と酸素に変換する反応です。
僕たちは、糖(食べ物)を食べ、酸素を吸って生きてます。
という事は、間接的に僕たちは太陽光エネルギーで生きているって事になります。




光合成反応は、どうやって達成されるのか?
それがわかれば、光のエネルギーを人が使えるエネルギー(燃料)に変換できるかもしれない。






光合成反応は、光エネルギーを捕える所から始まる。
でも、光の速度は、信じられないぐらい速い。そんな光をどうやって、捕まえるているのだろう。


葉の中には、大きさ約20 nmの小さな物質(光合成膜タンパク質)がある。
その中に、組み込まれているクロロフィルが、光のアンテナであり、太陽光を吸収できる。
上の図は、あくまでイメージ図です。





集めたら、隣のクロロフィルにバケツリレー(励起エネルギー移動)する。



集めたら、隣へ



集められたエネルギーは、工場(反応中心)へ送られます。工場はあくまでイメージ図です。




工場(反応中心)では、集めた光エネルギーで水をバラバラに分解します。(分解するメカニズムは、かなりわかってきてますが、まだ、完全な解明はされていません。)
二酸化炭素を糖に変換ために必要な部品(電子)は、実は水から獲得しているのです。



 もし、工場が壊れていたら、もしくは、隣にクロロフィルがいなかったら・・・。
もちろん、エネルギーを渡す事ができないので・・・。


アンテナクロロフィルが得たエネルギーをこぼしてしまいす。
すなわち、蛍光として外に逃がしてしまいます。


その実験の様子は、セミナー動画の22:30から28;00まで。
クロロフィルの蛍光が見えます。

「蛍光として逃がさなかった光のエネルギーを、葉の中で光合成に使っている」という事を利用して、蛍光の強さを測定し、比較する事で、光合成効率を比較する事が可能です。
最先端の光合成研究でも、この基本原理を利用、応用して研究を進めています。

人工光合成の方のセミナー内容の解説は、また後程。










2 件のコメント:

  1. 野地先生
    財団の中原です。個人的な都合でセミナーに参加出来ず大変失礼致しました。
    面白そうな内容だったので、残念です。

    返信削除
  2. 野地先生
    財団の中原です。個人的な都合でセミナーに参加出来ず大変失礼致しました。
    面白そうな内容だったので、残念です。

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