광합성은 식물과 다른 유기체가 빛 에너지를 화학 에너지로 변환하는 과정입니다. 이 과정은 식물 세포에서 발견되는 녹색 안료 인 엽록소 분자에 의한 빛의 흡수로 시작됩니다. 그런 다음 빛으로부터의 에너지는 엽록소 분자에서 전자를 자극하는데 사용되며, 이는 전자가 더 높은 에너지 수준으로 이동하게한다.
이어서, 여기 전자는 세포의 다른 분자로 옮겨져 포도당과 같은 에너지가 풍부한 분자를 생성하는 화학 반응을 구동하는데 사용된다.
연구팀은 화학 반응 동안 전자의 움직임을 추적하기 위해 시간 분해 광전자 분광법이라는 기술을 사용했습니다. 이 기술을 통해 전자의 에너지와 운동량을 측정하고 빛에 의해 흥분되고 분자 사이에서 전달 될 수있었습니다.
연구 결과는 여기 된 전자가 엽록소 분자에서 근처 분자로 100 펨토초 미만 (100 만 분의 10 만 분)으로 이동했다는 것을 보여 주었다. 이 엄청나게 빠른 에너지 전달은 광합성 및 기타 조명 구동 프로세스에 필수적입니다.
이 연구는 또한 전자의 움직임이 반응에 관여하는 분자의 구조에 의해 크게 영향을 받았다는 것을 밝혀냈다. 이 발견은 특정 구조를 갖는 분자를 설계함으로써 광합성 및 기타 광강 구동 프로세스의 효율이 향상 될 수 있음을 시사한다.
이 연구에서 얻은 새로운 통찰력은보다 효율적인 태양 전지 및 광 에너지를 화학 에너지로 변환하는 다른 장치의 개발로 이어질 수 있습니다.
연구팀은 캘리포니아 대학교, 버클리 및 로렌스 버클리 국립 연구소의 과학자들에 의해 주도되었습니다. 이 연구는 미국 에너지 부와 국립 과학 재단 (National Science Foundation)에서 자금을 지원했습니다.
