Photosynthesis: Structures, Mechanisms, and Applications - 9783319488714

Inimeste kasvava ülemaailmse energiatarbimisega seotud keskkonna-, sotsiaalmajanduslike ja geopoliitiliste probleemide lahendamiseks tuleb välja selgitada ja välja töötada tehnoloogiad taastuvate süsinikuvabade või süsinikuneutraalsete energiaallikate kasutamiseks. Taastuvate energiaallikate hulgas on päikeseenergia üsna paljulubav, kuna ainuüksi sellest piisab, et lähitulevikus katta globaalsed inimvajadused. See on aga hajus ja ööpäevane. Seega tuleb selle hõivamiseks, muundamiseks ja salvestamiseks välja töötada tõhusad strateegiad. Selles kontekstis pakub fotosüntees paradigmat suuremahuliseks kasutuselevõtuks. Fotosüntees toimub taimedes, vetikates ja tsüanobakterites ning on arenenud 3 miljardi aasta jooksul. Fotosünteesi protsess toodab praegu üle 100 miljardi tonni kuiva biomassi aastas, mis võrdub globaalse energia salvestamise kiirusega ~100 TW. Hiljuti on molekulaarsel tasemel saadud üksikasjalikku struktuuriteavet looduslike fotosünteesisüsteemide kohta, mis on aluseks fotosünteesiprotsessi põhjalikele funktsionaalsetele uuringutele. Samuti on keerukad spektroskoopilised tehnikad paljastanud olulisi mehaanilisi üksikasju. Sellised saavutused on võimaldanud teadlastel ja inseneridel luua päikeseenergia ülekandmiseks tehissüsteeme, mis on inspireeritud nende bioloogilistest kolleegidest. Raamat sisaldab artikleid, mille on kirjutanud oma valdkonna eksperdid ja maailma liidrid, ning võtab kokku põnevad läbimurded fotosünteesiaparaadi struktuuride ja mehhanismide mõistmisel ning jõupingutused uute revolutsiooniliste energia muundamise tehnoloogiate väljatöötamisel. Teemad/peatükid korraldatakse fotosünteesi protsessis toimuvate sündmuste loomuliku jada järgi, säilitades samas struktuuri ja mehhanismi kõrgema järgu korralduse ning arusaama, et bioloogia võib inspireerida inimtehnoloogiaid. Näiteks valguse kogumise teemale järgneb laengu eraldamine reaktsioonikeskustes, järgneb laengu stabiliseerimine, seejärel keemilised reaktsioonid, kaitsemehhanismid, järgneb muud spetsiifilisemad teemad ja lõpuks tehissüsteemide ja tulevikku vaatamisega. Nagu on näidatud sisukorras (TOC), sisaldab raamat ja integreerib fotosünteesi struktuuride ja mehhanismide teemasid ning pakub asjakohast teavet bioenergia ja päikeseenergia ülekande rakenduste kohta.