الحلقة الجزيئية تحاكي آلية التمثيل الضوئي

قام العلماء بتقليد بنية مهمة تدعم التمثيل الضوئي في البكتيريا الأرجواني من خلال ثني سلسلة خطية من جزيئات البورفيرين في حلقة جزيئية. كيمياء طبيعية 2022 ، 10.1038 / s41557-022-01032-w.

حلقتان متحدتان المركزان من جزيئات الكلوروفيل البكتيري ، يبلغ عرض كل منهما حوالي 6 نانومتر ، توجدان في نظام حصاد الضوء الطبيعي LH2 وهما مسؤولتان عن امتصاص ضوء الشمس وتوجيه الطاقة بسرعة إلى مركز التفاعل. تحافظ البروتينات على الكلوروفيل بالقرب من بعضها البعض ، على الرغم من عدم ارتباطها مباشرة. نتيجة لذلك ، يمكنهم توجيه مرحلة الطاقة في أقل من 200 fs.

كنماذج لـ LH2 ، ابتكر الكيميائيون مجموعة متنوعة من حلقات البورفيرين الاصطناعية ، لكن معظمها توصل الطاقة بشكل مختلف أو أبطأ بكثير من نظيراتها الطبيعية.

سلسلة من 24 بورفيرين مع ألكينات في كلا الطرفين ، طورها فريق في جامعة أكسفورد بقيادة هاري إل أندرسون ، أنتجت الآن محاكاة أكثر دقة. يتم لف السلسلة إلى دائرة بواسطة زوج من جزيئات القالب على شكل نجمة ، ثم يكمل محفز البلاديوم المرتبط بالألكين الحلقة. وفقًا لأندرسون ، "قبل ذلك ، لم نكن متأكدين مما إذا كان بإمكانك ثني هذا النوع من الجزيئات في حلقة."

يمكن للحلقة التي يبلغ عرضها 6 نانومتر أن تجمع الضوء وتوجه ما يقرب من 350 ٪ من الطاقة إلى الجزء المرتبط بالألكاين خلال 30 fs من إطلاقها من القالب ، مع استمرار الطاقة المتبقية قريبًا.

المصدر: cen.acs.org