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28th
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Un nuovo sistema ibrido per una fotosintesi ‘potenziata’

Un gruppo di ricerca dell’Ipcf[1]-Cnr ha realizzato un più efficiente apparato fotosintetico, frutto della combinazione di elementi naturali e molecole di sintesi, che può facilitare lo sfruttamento dell’energia solare[2]. Massimo Trotta dell’Ipcf-Cnr ha dichiarato che sono riusciti a combinare ”il ‘cuore’ dell’apparato fotosintetico di un batterio con una molecola sintetica capace di assorbire luce efficacemente, potenziando in tal modo la capacità del sistema naturale”. Infatti “in tutti gli organismi naturali alimentati dalla fotosintesi, l’organizzazione funzionale dell’apparato è la stessa: complessi di proteine e pigmenti catturano la luce come un’antenna e la guidano a un centro di reazione, dove l’energia è convertita in coppie di cariche opposte; un elettrone carico negativamente viene separato dalla molecola di provenienza, lasciandovi una ‘buca’ carica positivamente”.

 

Questo stato, per poter essere utilizzato, deve essere però mantenuto abbastanza a lungo: “Di recente sono stati sviluppati dei sistemi totalmente sintetici che catturano efficacemente la luce, ma il tempo di vita degli stati a cariche separate generati è dell’ordine dei millisecondi”.

Secondo Francesco Milano[3], per superare questa limitazione, nei sistemi ibridi, si combinano un ‘fotoconvertitore’ naturale e un assorbitore artificiale di luce[4].

Però, il gruppo di ricercatori baresi ha impiegato come antenna artificiale un assorbitore molecolare progettato ad hoc. I ricercatori A.Agostiano e G.M. Farinola dell’Università di Bari che hanno collaborato al progetto spiegano che “La varietà strutturale sta nell’utilizzo di composti organici che permettono una modulazione molto precisa delle proprietà fotofisiche ed elettroniche dell’assorbitore; la forma e la flessibilità molecolare possono così essere controllate in modo tale che l’antenna artificiale non alteri la reazione naturale e che sia inserita sul centro di reazione nei siti desiderati, in modo da massimizzarne l’efficacia”.

I ricercatori Ipcf-Cnr sono riusciti a combinare l’antenna molecolare da loro ideata con il centro di reazione del batterio rosso “Rhodobacter sphaeroides[5] R26”.

“Questa combinazione ha consentito di potenziare l’attività del microrganismo, estendendola a una regione dello spettro della luce solare che non viene assorbita dal sistema biologico originario, dimostrando che è possibile disegnare ibridi organico-biologici che, in opportune condizioni, risultino più performanti del sistema naturale”.

[1] Istituto per i processi chimico-fisici

[2] La ricerca è pubblicata su Angewandte Chemie

[3] un altro autore della ricerca.

[4] finora sono stati utilizzati I ‘quantum dots’, ossia nanostrutture realizzate con materiali semiconduttori”.

[5] Rhodobacter sphaeroides è un genere di batteri viola , un gruppo di batteri che può ottenere energia attraverso la fotosintesi.



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