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Energia

Antena de luz biológica é reproduzida artificialmente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/12/2011

Fotossíntese artificial: Antena de luz biológica é reproduzida artificialmente
O sistema de fotossíntese das bactérias verdes consiste de uma antena coletora de luz (verde) chamada clorossomo, e de um centro de reação que, em última instância, produz ATP. A energia da luz que os pigmentos absorvem é transferida para o centro de reação (vermelho) através de um complexo proteína-pigmentos (dourado).
[Imagem: Robert Blankenship/WUSTL]

Fotossíntese artificial

Se você acha que a exploração da energia solar se restringe às células solares, sejam elas feitas de silício ou de polímeros orgânicos, está enganado.

Uma florescente área de pesquisa está se concentrando na chamada fotossíntese artificial.

Enquanto as células solares tradicionais nasceram da compreensão do funcionamento dos materiais semicondutores inorgânicos, a fotossíntese artificial quer imitar os sistemas fotossintéticos das plantas e de algumas bactérias.

Agora, cientistas da Universidade de St. Louis, nos Estados Unidos, deram um passo fundamental rumo à criação de folhas artificiais, capazes de coletar a luz do Sol e transformá-la em energia utilizável pelo homem.

Olga Mass e seus colegas construíram do zero um componente crucial do sistema responsável pela fotossíntese das plantas - uma antena coletora de luz.

Antena de luz

A luz é uma radiação eletromagnética, podendo ser captada por antenas adequadas, da mesma forma que antenas de rádio ou antenas de TV são adaptadas para captar os comprimentos de onda de suas respectivas transmissões.

A antena biomimética foi inspirada nos clorossomos das bactérias verdes, um avanço tecnológico fundamentado em uma descoberta da ciência básica feita há apenas dois anos.

Os clorossomos são gigantescas estruturas de células pigmentares que formam antenas espetacularmente eficientes, capazes de captar mesmo a tênue luz que chega às grandes profundidades oceânicas, onde as bactérias vivem.

Imitando os sistemas fotossintéticos biológicos, os pesquisadores construíram "clorossomos artificiais".

São na verdade sistemas híbridos, que combinam partes naturais e partes sintéticas, mas que funcionam com o mesmo princípio dos sistemas biológicos.

Fotossíntese artificial: Antena de luz biológica é reproduzida artificialmente
A natureza oferece três pontos de partida para a criação de pigmentos sintéticosNULL, clorina e bacterioclorina. A hemoglogina é uma porfirina, a clorofila é uma clorina e os pigmentos das bactérias fotossíntéticas são chamadas bacterioclorinas. Cada uma delas absorve diferentes partes do espectro solar.
[Imagem: Holten/WUSTL]

Clorinas

Em trabalhos similares, os cientistas vinham usando sobretudo moléculas chamadas porfirinas.

Com os novos conhecimentos, o grupo partiu para a clorinas, a base para os pigmentos encontrados nos clorossomos das bactérias verdes, e que levam a absorção da luz mais para o lado vermelho do espectro visível.

O grupo demonstrou que os pigmentos podem se automontar, o que viabiliza a construção da antena de luz que, nas bactérias, chega a ter 250.000 moléculas.

Os cientistas também demonstraram que o processo de automontagem pode ocorrer em uma superfície plana, o que facilitará a construção dos primeiros protótipos de células solares biomiméticas.

Bibliografia:

Artigo: De novo synthesis and properties of analogues of the self-assembling chlorosomal bacteriochlorophylls
Autores: Olga Mass, Dinesh R. Pandithavidana, Marcin Ptaszek, Koraliz Santiago, Joseph W. Springer, Jieying Jiao, Qun Tang, Christine Kirmaier, David F. Bocian, Dewey Holten, Jonathan S. Lindsey
Revista: New Journal of Chemistry
Vol.: 35, 2671-2690
DOI: 10.1039/C1NJ20611G





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