N.C.S.R. "Demokritos"

Έρευνα

Τομέας Επιστήμης Υλικών

small logo

Μελέτη του μηχανισμού διάσπασης του νερού από το Φωτοσύστημα ΙΙ

Το Φωτοσύστημα ΙΙ συνδυάζει τον φωτοεπαγόμενο διαχωρισμό ηλεκτρικού φορτίου με την διάσπαση του νερού. Η μοναδική αυτή αντίδραση καταλύεται από σύμπλοκο 4 Mn το οποίο λειτουργεί σαν δότης ηλεκτρονίων στο Φωτοσύστημα ΙΙ. Περιοδική απορρόφηση 4 φωτονίων απο το Φωτοσύστημα ΙΙ οδηγεί σε 4 διαδοχικά ανώτερες οξειδωτικές καταστάσεις: S0->S1, S1->S2, S2->S3, S3->[S4]->S0. Παράλληλα με την αλλαγή των οξειδωτικών καταστάσεων παρατηρείται αλλαγή στο σπιν και στις μαγνητικές αλληλεπιδράσεις των 4 Mn του συμπλόκου.

Παγίδευση και μελέτη βραχύβιων ενδιαμέσων κατά την φωτοσυνθετική διάσπαση του νερού. Το εργαστήριο φασματοσκοπίας EPR έχει πρωτοποριακή συμμετοχή σε μελέτες παγίδευσης νέων χημικών καταλυτικών ενδιαμέσων, σε θερμοκρασίες υγρού ηλίου και αζώτου. Τα ενδιάμεσα αποδίδονται στη δημιουργία ρίζας καταλοίπου τυροσίνης (D1Tyr 161 ή TyrZ), η οποία αλληλεπιδρά μαγνητικά με το σύμπλοκο του Μn. Συμβολίζονται ως SnTyrZ•, n=0,1,2 και ενισχύουν την θεωρία ότι ο μηχανισμός διάσπασης του νερού περιλαμβάνει την συνεργασία μεταλλικού κέντρου και ελεύθερης ρίζας (metallo-radical mechanism).
Η οξειδωτική κατάσταση S3. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η οξειδωτική κατάσταση S3, η οποία προηγείται του τελικού σταδίου της διάσπασης του νερού, δηλ. της έκλuσης οξυγόνου. Η κατάσταση χαρακτηρίζεται από ακέραιο σπιν παρουσιάζει δε μία πολύ ασυνήθιστη ιδιότητα. Διέγερση του συμπλόκου Mn4 με φως στο εγγύς υπέρυθρο οδηγεί σε αντιστρεπτές αλλαγές του σπιν. Θεωρητικές μελέτες προσομοίωσης δείχνουν ότι τα σήματα EPR από την κατάσταση S3 σε δύο μικροκυματικές συχνότητες Χ (9,4 GHz) και Q (34 GHz) μπορούν να αναπαραχθούν ταυτόχρονα για σπιν S = 3.

Τομέας Επιστήμης Υλικών, Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. "Δημόκριτος", 153 10 Αγ. Παρασκευή, Αττική, τηλ.: +30 2106503381, fax: +30 210 6519430
Contact Us | ©2008 Institute of Materials Science, N.C.S.R. "Demokritos"