Photosynthesis: Structures, Mechanisms, and Applications - 9783319488714

Aby rozwiązać problemy środowiskowe, społeczno-ekonomiczne i geopolityczne związane ze wzrostem globalnego zużycia energii przez ludzi, należy zidentyfikować i opracować technologie wykorzystania odnawialnych, pozbawionych emisji lub neutralnych pod względem emisji dwutlenku węgla źródeł energii. Wśród źródeł odnawialnych energia słoneczna jest dość obiecująca, ponieważ sama w sobie wystarczy, aby zaspokoić globalne zapotrzebowanie człowieka w dającej się przewidzieć przyszłości. Jest jednak rozproszony i dobowy. Należy zatem opracować skuteczne strategie jego wychwytywania, przekształcania i przechowywania. W tym kontekście fotosynteza stanowi paradygmat wdrożenia na dużą skalę. Fotosynteza zachodzi w roślinach, algach i sinicach i ewoluowała przez ponad 3 miliardy lat. W procesie fotosyntezy powstaje obecnie ponad 100 miliardów ton suchej biomasy rocznie, co odpowiada globalnemu wskaźnikowi magazynowania energii rzędu ~100 TW. W ostatnim czasie szczegółowe informacje strukturalne dotyczące naturalnych układów fotosyntetycznych uzyskano na poziomie molekularnym, co stanowi podstawę do kompleksowych badań funkcjonalnych procesu fotosyntezy. Podobnie wyrafinowane techniki spektroskopowe ujawniły ważne szczegóły mechaniczne. Takie osiągnięcia umożliwiły naukowcom i inżynierom konstruowanie sztucznych systemów przekazywania energii słonecznej, inspirowanych ich biologicznymi odpowiednikami. Książka zawiera artykuły napisane przez ekspertów i światowych liderów w swoich dziedzinach oraz podsumowuje ekscytujące przełomy w zrozumieniu struktur i mechanizmów aparatu fotosyntetycznego, a także wysiłki w kierunku opracowania nowych, rewolucyjnych technologii konwersji energii. Tematy/rozdziały zostaną zorganizowane pod kątem naturalnej sekwencji zdarzeń zachodzących w procesie fotosyntezy, przy jednoczesnym zachowaniu organizacji wyższego rzędu struktury i mechanizmu oraz przekonaniu, że biologia może inspirować technologie ludzkie. Na przykład po temacie wychwytywania światła nastąpi separacja ładunków w centrach reakcji, następnie stabilizacja ładunku, następnie reakcje chemiczne, następnie mechanizmy ochronne, następnie inne bardziej specjalistyczne tematy, a na koniec sztuczne systemy i spojrzenie w przyszłość. Jak pokazano w spisie treści (TOC), książka zawiera i integruje tematy dotyczące struktur i mechanizmów fotosyntezy, a także dostarcza istotnych informacji na temat zastosowań bioenergii i transdukcji energii słonecznej.