Chào mừng Quý độc giả đến với trang thông tin điện tử của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam

Tin nổi bật
Thành tích

Huân chương Ðộc lập

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Huân chương Lao động

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Giải thưởng Nhà nước

- Nghiên cứu dinh dưởng và thức ăn gia súc (2005)

- Nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống lúa mới cho xuất khẩu và tiêu dùng nội địa (2005)

Giải thưởng VIFOTEC

- Giống ngô lai đơn V2002 (2003)

- Kỹ thuật ghép cà chua chống bệnh héo rũ vi khuẩn (2005)

- Giống Sắn KM 140 (2010)

Trung tâm
Liên kết website
lịch việt
Thư viện ảnh
Video
Thiết lập chuỗi giá trị nông sản thông minh và an toàn tại Việt Nam Cà chua bi

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  34
 Số lượt truy cập :  34021981
Phát hiện dấu hiệu của trạng thái vật chất thứ năm trong quang hợp
Thứ sáu, 02-06-2023 | 08:04:30
Ở cấp độ nguyên tử, quá trình quang hợp hoạt động giống với khi nhiệt độ giảm xuống gần độ 0 tuyệt đối, cho phép vận chuyển năng lượng mà không tốn ma sát.
 
Ngoài trời, cây quang hợp và biến ánh nắng thành những chiếc lá mới. Còn trong phòng thí nghiệm, khi hạ nhiệt độ nguyên tử xuống độ 0 tuyệt đối (-273,15oC), các nhà khoa học quan sát thấy một trạng thái kỳ lạ của vật chất. Tuy bề ngoài không có vẻ liên quan, song nghiên cứu mới đã thấy điểm chung giữa hai hiện tượng này, và chúng có thể giúp đưa ra cách thiết kế mới cho đồ điện tử.
 
Quang hợp là quá trình lá cây hấp thụ ánh nắng và chuyển đổi thành chất đường. Ở cấp độ nguyên tử, Mặt trời giải phóng các hạt năng lượng gọi là photon. Khi một photon va trúng lá cây, nó làm thay đổi một phân tử có cấu tạo đặc biệt, khiến cho một electron ở đó bật ra. Cái “lỗ” do electron mất đi tạo ra sẽ hút một electron khác ở gần đó để lấp chỗ. Cứ như vậy, electron và cái “lỗ” từng chứa nó di chuyển quanh lá và mang năng lượng Mặt trời đến một khu vực khác, nơi năng lượng đó kích hoạt phản ứng hóa học tạo ra chất đường cho cây. Cặp electron và lỗ này được gọi là một exciton.
 
Các nhà nghiên cứu ở Đại học Chicago, Mỹ, đã mô phỏng trên máy tính những tương tác phức tạp ở cấp độ phân tử khi quang hợp diễn ra, vì quá trình này không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Khi mô phỏng và quan sát bao quát nhiều exciton di chuyển cùng lúc trong quá trình quang hợp, họ nhận thấy các exciton này di chuyển theo một lối đi có hình dạng đặc biệt quen thuộc. Thật vậy, cách di chuyển này trông giống hoạt động của chất liệu trong hiện tượng mà đôi khi được coi là “trạng thái vật chất thứ năm”.
 

 

Ở mức độ nguyên tử, quá trình quang hợp giống với trạng thái của nguyên tử khi được làm lạnh tới gần độ 0 tuyệt đối. Ảnh: Greg Brave

Ở mức độ nguyên tử, quá trình quang hợp giống với trạng thái của nguyên tử khi được làm lạnh tới gần độ 0 tuyệt đối. Ảnh: Greg Brave
 
Chúng ta thường nghe nói tới 4 trạng thái của vật chất quan sát được trong cuộc sống hằng ngày là rắn, lỏng, khí và plasma. Nhưng ở nhiệt độ ở mức gần độ 0 tuyệt đối, một hiện tượng lạ xuất hiện, đó là trạng thái ngưng tụ Bose-Einstein, hay còn được gọi là trạng thái vật chất thứ năm. Khi ở trạng thái này, các exciton kết nối với nhau thành cùng một trạng thái lượng tử, giống như một bộ chuông cùng hòa nhịp gióng lên vậy. Điều này cho phép năng lượng di chuyển quanh vật liệu với ma sát bằng 0.
 
Những hoạt động kì lạ như thế này thường thu hút các nhà khoa học vì có thể dùng chúng để tạo ra các công nghệ rất ấn tượng. Ví dụ, tính siêu dẫn, một hiện tượng liên quan, là nền tảng của công nghệ chụp cộng hưởng từ.
 
Theo các nhà nghiên cứu, đây là lần đầu tiên có sự liên hệ giữa quang hợp và ngưng tụ exciton. Hiện tượng ngưng tụ mới chỉ được quan sát thấy khi vật liệu được làm lạnh hơn hẳn nhiệt độ phòng, trong khi quang hợp lại diễn ra ở nhiệt độ thường. Ngoài ra, bộ máy quang hợp có cấu trúc hỗn tạp, khác hẳn với cấu trúc vô cùng trật tự thường được dùng để tạo ra ngưng tụ exciton. Có thể nói phát hiện này đáng ngạc nhiên như việc thấy các viên đá có thể hình thành trong một cốc cà phê nóng vậy.
 
Hiện tượng diễn ra trong quang hợp không phải là sự biến đổi hoàn toàn, mà nó giống như hình thành các “đảo” ngưng tụ hơn. Tuy nhiên, như thế vẫn là đủ để tăng hiệu suất truyền năng lượng của hệ thống này.
 
Theo mô hình, hiện tượng này có thể giúp quang hợp hiệu quả gấp đôi. Hiểu biết mới mở ra khả năng chế tạo các chất liệu tổng hợp trong tương lai bởi vì một trạng thái giúp tăng hiệu quả như thế này vẫn có thể diễn ra ở điều kiện thực tế chứ không nhất thiết đòi hỏi điều kiện đặc biệt như các nhà khoa học đã nghĩ từ trước tới nay.
 
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí PRX Energy.
 

 

Trở lại      In      Số lần xem: 237

[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
  • Bản đồ di truyền và chỉ thị phân tử trong trường hợp gen kháng phổ rộng bệnh đạo ôn của cây lúa, GEN Pi65(t), thông qua kỹ thuật NGS
  • Bản đồ QTL chống chịu mặn của cây lúa thông qua phân tích quần thể phân ly trồng dồn của các dòng con lai tái tổ hợp bằng 50k SNP CHIP
  • Tuần tin khoa học 479 (16-22/05/2016)
  • Áp dụng huỳnh quang để nghiên cứu diễn biến sự chết tế bào cây lúa khi nó bị nhiễm nấm gây bệnh đạo ôn Magnaporthe oryzae
  • Vai trò của phân hữu cơ chế biến trong việc nâng cao năng năng suất và hiệu quả kinh tế cho một số cây ngắn ngày trên đất xám đông Nam Bộ
  • Tuần tin khoa học 475 (18-24/04/2016)
  • Vi nhân giống cây măng tây (Asparagus officinalis L.)
  • Thiết lập cách cải thiện sản lượng sắn
  • Nghiên cứu xây dựng hệ thống dự báo, cảnh báo hạn hán cho Việt Nam với thời hạn đến 3 tháng
  • Liệu thủ phạm chính gây nóng lên toàn cầu có giúp ích được cho cây trồng?
  • Tuần tin khoa học 478 (09-15/05/2016)
  • Sinh vật đơn bào có khả năng học hỏi
  • Côn trùng có thể tìm ra cây nhiễm virus
  • Bản đồ QTL liên quan đến tính trạng nông học thông qua quần thể magic từ các dòng lúa indica được tuyển chọn
  • Nghiên cứu khẳng định số loài sinh vật trên trái đất nhiều hơn số sao trong giải ngân hà chúng ta
  • Cơ chế di truyền và hóa sinh về tính kháng rầy nâu của cây lúa
  • Vật liệu bọc thực phẩm ăn được, bảo quản trái cây tươi hơn 7 ngày mà không cần tủ lạnh
  • Giống đậu nành chống chịu mặn có GEN gmst1 làm giảm sự sinh ra ROS, tăng cường độ nhạy với ABA, và chống chịu STRESS phi sinh học của cây Arabidopsis thaliana
  • Khám phá hệ giác quan cảm nhận độ ẩm không khí ở côn trùng
  • Phương pháp bền vững để phát triển cây lương thực nhờ các hạt nano
Designed & Powered by WEBSO CO.,LTD