Mynd: Extreme Tech
Mynd: Extreme Tech

Ljóstillífun er umbreyting vatns og koldíoxíðs í kolvetni og súrefni með því að nota orku frá sólarljósi. Þetta er kannski ekki brjálæðislega flókið ferli en það er ekki á allra færi að framkvæma það, en ljóstillífun fer aðallega fram í plöntum, þörungum og blágrænum bakteríum. Ljóstillífunin fer fram í svokölluðum grænukornum, sem gefa ofantöldum lífverum grænan lit.

Þessi breyting ólífrænna efna (vatns og koldíoxíðs) í lífræn efni (kolvetni) er samt mjög eftirsóttarverður eiginleiki. Vísindamenn hafa því eytt töluverðum tíma í að skilgreina ferlið á bak við ljóstillífun í þeirri von að geta nýtt það mannkyninu í hag. Þetta hefur til dæmis vísindahópur við Julius-Maximilians-háskólann í Würzburg unnið að í töluverðan tíma. En nýlega birtu þau árangur erfiðisins í tímaritinu Nature Chemistry.

Rannsóknin byggir á fyrri þekkingu um virkni prótínflóka sem gegna mikilvægu hlutverki í ljóstillífun. Hlutverk prótínflókans er að skipta vatnssameindinni í vetni og súrefni, og til þess notast prótínflókinn við málm sameindir sem eru í staðsett í virka seti flókans. Vandamálið sem vísindahópurinn stóð frammi fyrir var að þó hægt væri að nota prótínflókann í tilraunaglasi til að skipta vatninu í frumeindir sínar, þá lifði flókinn ekki lengi, þ.e.a.s. hann brotnaði hratt niður.

Með því að gera smávægilegar breytingar á prótínflókanum og bæta í hann frumefni sem kallast rúteníum tókst vísindahópnum að búa til mun stöðugri prótínflóka. Þegar búið er að breyta prótínflókanum á þennan hátt þá viðheldur hann virkni sinni við að skipta vatninu upp í vetni og súrefni til lengri tíma.

Þó hér sé einungis um lítið skref að ræða þá er það skref í rétta átt. Ef okkur tekst að ljóstillífa í tilraunaglasi erum við komin með frábært kerfi til að binda gróðurhúsalofttegundina koldíoxíð og á sama tíma búa til nytsamleg kolvetni sem hægt væri að nýta sem eldsneyti. Næstu skref eru þó að skilgreina virkni breytta flókans betur til dæmis með því að skoða hvaða bylgjulengd ljóss hvetur áfram klofninu vatns.