Fotosentez, bir besin zincirinin halkalarını farklı canlı grupları oluşturur. Zincirin ilk halkasında her zaman kendi besinlerini kendileri üreten canlılar vardır. Besin zincirinin ilk halkasını oluşturan bitkilerde Fotosentez denilen olayı gerçekleştirir.
Fotosentez; yeşil bitkilerin ışık enerjisini kullanarak organik bileşikleri üretmesi olayıdır. Bu yolla besin üreten canlıların tümüne fotosentetik organizmalar denir ve bunların büyük çoğunluğunu bitkiler oluştururlar. Bitkiler güneşten aldıkları ışık enerjisi yardımıyla karbon dioksit ve sudan yararlanarak glikoz (karbonhidrat) üretirler. Fotosentetik canlılar yıllık olarak 230 milyar tondan daha fazla karbonhidrat üretmektedir. Bu yıllık üretim doğrudan veya dolaylı olarak yaklaşık 500.000 fotosentetik türün metabolik etkinliklerinden kaynaklanır. Yaklaşık yarım milyon kadar çeşidi olan bu fotosentetik türler ya direkt ya da dolaylı olarak yeryüzünde mevcut tüm diğer canlı türlerini beslemektedir. Besin ihtiyacının karşılanmasının yanında fotosentez hayatımızı her yönüyle etkileyen birçok ürünün de üretimini sağlar. Pamuk ve keten gibi birçok tekstil hammaddesi, bitki liflerinden kaynaklanır. Aynı zamanda odun, inşaat malzemesi olarak mobilyacılıkta, kâğıt ve kâğıt ürünleri üretiminde geniş ölçüde kullanılır.
18. yüzyılın başlarından önce, bilim adamları bitkilerin ihtiyaç duydukları tüm elementleri topraktan aldıklarına inanıyorlardı. Ancak 1727 yılında Stephen Hales bitkilerin bir kısım besin maddelerini atmosferden aldıklarını ve bu olayda ışığın bir ilgisinin olduğunu ileri sürmüştür. Daha sonraları çeşitli tarihlerde çalışmalar yapılmış olmakla beraber 1842’de Robert Mayer tarafından ortaya atılan Enerjinin Saklanması Yasası bu konuda büyük bir adım olmuştur. Mayer, bitkiler ve hayvanlar tarafından kullanılan enerji kaynağının güneş enerjisi olduğunu ve ışık enerjisinin bitkiler tarafından absorbe edilerek fotosentez anında oluşan çeşitli tepkimelerde kimyasal enerjiye dönüştürüldüğünü ilk kez rapor etmiştir.
İnsan nüfusunun sürekli artıyor olması ve gelişen teknoloji enerji gereksinimini gün geçtikçe artırmaktadır. Bu ihtiyacı karşılayabilmek için bilim dünyası çevre dostu, yenilenebilir alternatif enerji kaynakları arayışına yönelmiştir. Güneş ışığını absorbe ederek enerji dönüşümü sağlayan yeni materyallerden birisi de doğal fotosentezin ilk basamaklarında gerçekleşen reaksiyonları taklit ederek yapılan biyoelektrodlardır.
Doğal fotosentez, yeryüzündeki yaşamın sürekliğini sağlayan en temel süreçlerinden biridir. Soluduğumuz oksijen, tükettiğimiz gıdalar ve bağımlı olduğumuz fosil yakıtların oluşumu bu sürecin bir sonucudur. Fotosentezin ilk basamaklarında gerçekleşen reaksiyonları taklit ederek etkili, dayanıklı, kendini yenileyebilen ve ekonomik bir ‘‘yapay yaprak” üretme hedefindeki temel amaç, ışık enerjisinin kimyasal enerjiye dönüşümünde aktif rol alan Fotosistem I (PSI) ve Fotosistem II (PSII) gibi doğal makro moleküllerin çalışma prensiplerini anlamaktan geçmektedir.
Kaynakça
- Ersan H. (2019). Yapay Fotosenteze Yönelik Grafen Temelli Elektrodların Hazırlanması, Doktora Tezi. Mersin Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Nanoteknoloji Ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı Mersin, Türkiye.
- sistem.nevsehir.edu.tr
- bilimgenc.tubitak.gov.tr
- dergipark.org.tr
- acikders.ankara.edu.tr
