Fotosyntéza je velice důležitý proces, během kterého dochází k ukládání energie slunečního záření do chemických sloučenin. Konkrétně dochází k reakci oxidu uhličitého a vody za vzniku cukrů. Celý proces je podmíněn přítomností slunečního záření. Tento proces je znám a studován velmi dlouho, ale i tak je stále možné v něm najít nové věci uplatnitelné v praxi.
Fotosyntéza je důležitá nejen proto, že je odpovědná za tvorbu rostlinné biomasy, ale může být i inspirací pro optimalizaci fotovoltaických systémů. Jelikož jde o fotochemický proces, který příroda optimalizovala po opravdu velice dlouhou dobu, můžeme se z ní hodně naučit.
Nedávno v Nature vyšel článek autorů z Cambridge, který se věnuje studiu fotosyntézy pomocí ultrarychlé laserové spektroskopie a získané poznatky vypadají slibně.[1,2] Ultrarychlé spektroskopické metody pracují (jak je vidět z názvu) ve velmi krátkých časových intervalech, dokáží studovat děje trvající i pikosekundy (ps, 10-12 s) nebo dokonce femtosekundy (fs, 10-15 s).
Autoři se zaměřili na studium chinonů, aromatických molekul obsahujících keto-skupiny. Tyto cyklické sloučeniny mají schopnost elektrony přijímat i uvolňovat. V prvních fázích fotosyntézy je v systému velké množství volných elektronů, které ale mají možnost unikat přes bílkovinný skelet. Tento mechanismus chrání rostlinu před účinkem inenzivního světla.
Na rozdíl od předchozích poznatků o prvních fázích fotosyntézy, jsou tyto uniklé elektrony dostupné, což otevírá nové možnosti manipulace s fotosyntetickými systémy. Mohlo by být možné i získat více energie (ve formě většího množství biomasy) z tohoto procesu. Také by to mohlo vést k vyšší odolnosti rostlin vůči intenzivnímu slunečnímu záření.
Tento výzkum a získané poznatky byly umožněny využitím ultrarychlých spektroskopických metod.