Глава7 Фотосинтез.
Фотосинтез в природе представляет собой синтез сложных биоорганических веществ в организмах в результате поглощения световой энергии. Большинство реакции фотосинтеза происходит при участии хлорофиллов.
Хлорофилл поглощает квант света и переходит в возбужденное состояние:
Хлорофилл + hν =>Хлорофилл*
Затем возбужденная молекула хлорофилл* передает поглощенную энергию молекуле реагента А:
Хлорофилл* + А=> Хлорофилл + А*(А* - возбужденная молекула реагента А) Далее эта возбужденная молекула вступает в первичную фотохимическую реакцию по описанному выше механизму. Так хлорофилл участвует в переносе энергии. Образованные в результате вторичных реакций интермедианты Х1 и Х2 взаимодействуют с диоксидом углерода и водой и в конечном счете осуществляется синтез глюкозы:
6СО2 + 6Н2О + Qсвета → С6Н12О6 + 6О2
В общем виде схему фотосинтеза можно представить следующим образом:
Фотосинтез - единственный процесс в биосфере, ведущий к увеличению ее свободной энергии за счет внешнего источника. Запасенная в продуктах фотосинтеза энергия - основной источник энергии для человечества. Круговорот кислорода, углерода и других элементов, вовлекаемых в фотосинтез, поддерживает современный состав атмосферы, необходимый для жизни на Земле. Фотосинтез препятствует увеличению концентрации СО2, предотвращая перегрев Земли вследствие так называемого «парникового эффекта». Поскольку зеленые растения представляют собой непосредственную или опосредованную базу питания всех других гетеротрофных организмов, фотосинтез удовлетворяет потребность в пище всего живого на нашей планете. Таким образом, роль происходящих в природе фотохимических реакций носит всепланетный характер.
Глава8 Фотополимеризация в стоматологии
В стоматологии раньше, чем в любой другой области медицины стали применяться полимерные материалы.
Благодаря развитию химической науки ассортимент изделий и техник в стоматологии с использованием полимеров постоянно расширяется.
Среди основных методов синтеза, нашедших применение в стоматологии, - фотополимеризация (изменение физико-химических свойств жидких и твердых фотополимеризующихся материалов под воздействием света, лазерного излучения).
В основе фотополимеризации лежит рассмотренный выше цепной механизм с его основными этапами: инициированием, ростом и обрывом цепи.
Недавние успехи в изучении новых способов фотополимеризации зубных материалов, проиллюстрировали изменения в составе материалов, особенно композиционных пластмасс, и в видах источников света, используемых в этом процессе. Эти изменения сделаны для того чтобы гарантировать желательные механические свойства и долговечность конечного продукта.
Не так давно появились новые устройства фотополимеризации, основанные на новых источниках света, LEDs (светодиоды) и ксеноновый плазменный комплекс, которые являются альтернативами обычным галогенным лампам. Научное исследование было проведено для того, чтобы оценить их лабораторную и клиническую состоятельность. У этих новых технологий есть преимущества, такие как отсутствие нагревания, во время лечения, уменьшенное время фотополимеризации, позволяет процедуре быть короче и более интегрированной, так же срок службы самих приборов гораздо дольше.
Заключение
Таким образом, мы ознакомились с основными понятиями фотохимии, проникли в суть механизма фотохимических реакций; убедились в том, что фотохимические реакции являются основой многих фотобиологических процессов. Знания фотохимических законов, механизмов реакций, позволяет совершать смелые шаги вперед – навстречу новым научным достижениям.
Исследования в области фотохимии тесно связаны с проблемой биологического использования солнечной энергии и созданием искусств.систем на основе принципов фотобиологических явлений (получение водорода при биофотолизе воды и ), с применением лазерного излучения в биологии и медицине.
Важное практическое применение фотохимии также связано с лабараторным синтезом органических и неорганических веществ (фото-нитрозирование циклогексана с целью получения капролакототама, синтез витаминов группы D, напряженных полициклич. структур и др.), синтезом и модификацией полимерных материалов (фотополимеризация, фотомодификация и фотодеструкция полимеров), квантовой электроникой (фотохмических лазеры, затворы, модуляторы), микроэлектроникой (фоторезисты), преобразованием солнечной энергии в химическую…Остается надеяться, что у этого списка появится в будущем весьма не короткое продолжение. Ведь не зря современные ученые ищут все новые и новые пути применения фотохимических реакций – ценного дара нашего небесного друга – Солнца.
Литература:
Брель А.К. «Химия» Методическое пособие по общей и биоорганической химии для студентов 1 курса лечебного и педиатрического факультетов, Волгоград, 2012.
Брель А.К., Дмитриенко СВ., Котляревская О.О. «Полимерные материалы в клинической стоматологии» учебник для студентов стоматологического факультета, Волгоград, 2006.
Денисов Е.Т. «Кинетика химических реакций» Учебное пособие для химических специальностей университетов. – М.; Высшая школа, 1987 – 367с,ил.
Ершов Ю.А., Попков В.А. «Биофизическая химия. Химия биогенных элементов» Учеб. для мед. спец. вузов, - М.: Высшая школа, 2003.- 560с.,ил.
Комов В. П., Шведова В. Н. «Биохимия», - М.: Дрофа, 2006.- 638с.,ил.
Окабе Х. Фотохимия малых молекул. М., 1981
Тюкавкина Н.А. «Биоорганическая химия» Учебник.- 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1991. – 528 с.: ил.
Фотохимия//Электронная энциклопедия «Кругосвет»
Режим доступа:
[http://krugosvet.ru.enc/nauka_i…himiya/FOTOHIMIYA.html]