Browsing by Author "Chenchiliyan, Manoop"
Now showing 1 - 1 of 1
Results Per Page
Sort Options
Item Nano-structural Constraints for the Picosecond Excitation Energy Migration and Trapping in Photosynthetic Membranes of Bacteria(2016-12-19) Chenchiliyan, Manoop; Freiberg, Arvi, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond.Fotosüntees on imeline bioloogiline protsess, mille kaudu valguse energia muundatakse keemiliseks energiaks taimede, vetikate ja mõnede bakterite abil ja mis praeguse arusaama kohaselt peab üleval kogu elu planeedil Maa. Fotosünteesi teel aasta jooksul salvestatud energia on ligi kuus korda suurem kui kogu inimkonna aastane energiatarbimine. Siiski, fotosünteesi poolt päikesevalguse biomassiks muundamise kasutegur on väike, tüüpiliselt 0.1% looduslikel taimedel ja 1-2% aretatud teraviljadel. Kuid enne, kui inimkonnal on võimalik rakendada päikeseenergia tohutut potentsiaali globaalse energiavajaduse rahuldamiseks kõrgefektiivsete tehislike molekulaartehnoloogiate arendamise kaudu, on vaja põhjalikult selgeks saada, kuidas funktsioneerib looduslik fotosüntees. Aatomjõu mikroskoopia ja sünteetilise biokeemia hiljutised edusammud tõendasid bakterite fotosünteetiliste membraanide nanoskaalalist struktuurset kohastumist vastusena nende elukeskkonna muutustele. Selles doktoritöös on uuritud nanoskaalalise struktuursete piirangute mõju päikese poolt tekitatud ergastuste energia ülikiirele edasiandmisele ja ärakasutamisele purpurbakterite fotosünteetilistes membraanides. Selliseid keerukaid füüsikalisi protsesse on bakterites palju kergem uurida kui taimedes või vetikates bakterite palju lihtsama struktuuri ning kontrollitava geneetilise manipuleerimise võimaluste palju suurema valiku tõttu. Käesolevas töös on identifitseeritud ja pikosekundilise aeglahutusega fluorestsentsispektroskoopia abil uuritud paljusid tegureid, mis reguleerivad erinevate kvantergastuste, mida nimetatakse eksiton-polaronideks, energia ülekande ja lõksustumise kiirusi bakterite fotosünteetilistes membraanides. Arvutimodelleerimine tulemusena on saavutatud kooskõlaline ettekujutus protsesside aluseks olevate füüsikalistest mehhanismidest. Tulemused näitasid fotosünteetilise aparatuuri, mis toimib üllatavalt efektiivselt väga erinevatel tingimustel, võimekust ja vastupidavust. Ootamatuks tulemuseks oli avastus, et membraani pigment-valk koostisosade eriline paigutus võimaldab oluliselt suurendada päikseenergia kogumise efektiivsust.