[
15 Dec 2008 ] [
ترجمه؛ مهتاب خسروشاهی ] [
محیط زیست ]
با توجه به افزایش آلودگی هوا به نظر می رسد آینده حیات بشر تنها به استفاده از سوخت های پاک به ویژه انرژی خورشید یا واسطه هایی که این منبع عظیم انرژی را قابل استفاده می کند، وابسته است. به همین دلیل پژوهشگران به تازگی پژوهش هایی را روی استفاده از قدیمی ترین گروه از جانداران کره خاکی، یعنی سیانوباکترها آغاز کرده اند تا با استفاده از قابلیت این باکتری ها بتوانند از نور خورشید استفاده کنند.
استفاده از سیانوباکترها به عنوان واسطه هایی برای استفاده از انرژی خورشیدی با بررسی عملکرد این باکتری ها در تبدیل انرژی خورشیدی به گونه دیگری از انرژی انجام گرفته است.
به این معنی که بیش از یک دهه پیش پژوهشگران دریافتند شاخص ترین واکنش فتوسنتز در باکتری هایی موسوم به سیانوباکترها از حدود ۷/۳ میلیارد سال پیش آغاز شده است. این جاندار در واقع نخستین موجود کره خاکی بود که می توانست از مولکول های آب به عنوان منبعی برای دریافت الکترون ها برای انتقال انرژی از نور خورشید و تبدیل دی اکسید کربن به اکسیژن استفاده کند. توان ویژه فتوسنتزی این موجود زنده نیز به دلیل وجود رنگدانه های آبی رنگ موسوم به «سیانو» در این باکتری است. در واقع این جاندار به عنوان موتوری دوسویه کار فتوسنتز و تولید اکسیژن برای تنفس موجودات دیگر را انجام می دهد.
اکنون پژوهشگران با استفاده از الگوی فتوسنتز گیاهان و عملکرد سیانوباکترها در تبدیل دی اکسید کربن به اکسیژن درصدد هستند از سوخت های پاک مانند هیدروژن، انواع الکل ها یا هیدروکربن ها به جای کربوهیدرات ها استفاده کنند.
در واقع بحران غذا به دلیل استفاده بی رویه از منابع غذایی باارزشی مانند غلات، به دلیل کربوهیدرات موجود در آنها یکی دیگر از دلایل تمرکز روی این شیوه جدید استفاده از سوخت های پاک است.
پژوهشگران انجمن علوم اروپا در تلاش هستند با تمرکز روی روند فتوسنتز گیاهان و عملکرد سیانوباکترها به ویژه گونه «آنابنا اسفاریکا»(یکی از انواع باکتری های این گروه) برای تبدیل انرژی خورشید به نیروی برق یا تولید سوخت های پاک استفاده کنند.
ایوماری آرو سخنگوی مرکز تحقیقات ESF درباره دلایل اجرای این طرح می گوید؛«اکنون همه متفق القول هستیم که الگوبرداری از فتوسنتز گیاهان بهترین راهکار برای تولید انرژی های پاک در حال حاضر و برای آینده است. آنچه ضرورت پرداختن به چنین طرح هایی را انکارناپذیر می کند، عدم کارایی دیگر انرژی ها مانند باد در مقابل سوخت های فسیلی است. در واقع انرژی حاصل از نیروی باد، برای به حرکت درآوردن موتورها به ویژه ابرموتورها پاسخگو نیست. از طرفی امکان تولید برق از طریق انرژی های پاکی مانند باد، برای همه کشورها و به طور ثابت وجود ندارد.»
از طرفی غلات تنها یک درصد از انرژی خورشیدی را جذب می کند و این در مقایسه با سطح زیر کشت این گیاهان برای تولید سوخت های پاک از نظر اقتصادی چندان قابل توجیه نیست. از سوی دیگر با تمرکز روی افزایش سطح زیر کشت این گیاهان با هدف تولید سوخت های پاک، بزرگ ترین منبع تغذیه مردم بسیاری از کشورهای جهان با افزایش قیمت کاذبی روبه رو شده و خواهد شد.
بنابراین طراحی ساختارهایی برای استفاده از سیانوباکترها و گیاهان یا ساختارهای مصنوعی تا ۱۰ درصد می توانند انرژی خورشید را جذب و آن را برای تولید سوخت های پاک در اختیار ما قرار دهند. به این ترتیب با مشکلاتی نظیر کمبود مواد غذایی یا ناتوانی در تولید انرژی از طریق منابع انرژی کم توان تر مانند باد روبه رو نخواهیم شد.
آرو سخنگوی مرکز تحقیقات ESF درباره طرح این مرکز توضیح می دهد؛ «پژوهشگران این مرکز برگ هایی با ساختار ژنتیکی خاص را طراحی کرده اند. این برگ ها دارای دو ویژگی هستند. نخست آنکه این برگ ها توان فتوسنتز دارند و دوم اینکه قابلیت خودترمیمی دارند. این ویژگی ها به این برگ ها اجازه می دهد در صورت تخریب یا آسیب بخشی به دلیل واکنش های فتوسنتزی، پروتئین ها را جایگزین محل های تخریب شده کنند تا بخش های آسیب دیده ترمیم شوند.»
با بررسی دقیق برگ ها زیر میکروسکوپ، کلروپلاست ها یا رنگدانه های فتوسنتزی به خوبی قابل تشخیص است. ویژگی این کلروپلاست ها، یعنی توان بازسازی مجدد نیز از روی بررسی ساختار ویژه آن قابل تشخیص است.
او در ادامه می گوید؛ «مرحله بعدی طرح، طراحی برگ هایی با قدرت جوانه زنی کامل مانند برگ های طبیعی و سیانوباکترها است. به این ترتیب به نظر می رسد شاید طی ۱۰ تا ۲۰ سال آینده بتوان با استفاده از این ساختارهای جدید تولیدکننده سوخت های پاک، به جایگزینی کامل سوخت های پاک به جای سوخت های فسیلی امیدوار بود.»
وی در پایان اضافه می کند؛ «تولید و استفاده از سوخت های پاک تولیدشده به روش فتوسنتز به شناسایی عملکرد فتوسیستم ۲، یعنی مرحله شکستن اتم های هیدروژن آب و استفاده از پروتون ها و الکترون های آن برای انتقال انرژی جذب شده خورشید در مرحله فتوسیستم یک وابسته است. به این ترتیب شاید بتوان از این روش برای تجزیه پروتئین ها و چربی های موجود در سایر جانداران به ویژه ریزجانداران برای تولید سوخت های پاک استفاده کرد.»
