Nel mondo cresce la domanda di energia, ma aumentano anche i livelli di CO2 nell’atmosfera, a causa della deforestazione e per l’uso di combustibili fossili. Semplicemente la fotosintesi in natura non riesce a tenere il passo con il ciclo del carbonio.
Ma se potessimo aiutare il naturale ciclo del carbonio imparando dalla fotosintesi? E riuscissimo a generare fonti di energia che non generano CO2?
La fotosintesi artificiale fa proprio questo, imbriglia l’energia del sole per generare energia e allo stesso tempo ridurre al minimo la produzione di CO2.
In un recente articolo pubblicato sul Journal of the American Chemical Society, un team di ricercatori della School of Molecular Sciences presso l’Arizona State University, ha fatto incredibili progressi nei sistemi che imitano la fotosintesi.
Il primo passo nella fotosintesi in una foglia della pianta è la cattura di energia luminosa da parte delle molecole di clorofilla. Il passo successivo è il trasferimento di quella energia per la reazione fotosintetica. Questo processo si verifica in modo efficiente nell’antenna. Come l’antenna di una radio o di un televisore, il compito delle antenne fotosintetiche è raccogliere l’energia luminosa e incanalarla nel posto giusto.
Ma come possiamo costruire strutture artificiali che assorbono l’energia della luce e la trasferiscono a distanza dove possono essere utilizzate?
Il problema con la natura è che è estremamente semplice, ma difficile da riprodurre. Perciò i ricercatori hanno pensato di usare gli stessi trucchi della natura, cioè una struttura di DNA. Il team ha sviluppato un modo per utilizzare il DNA per assemblare strutture complesse. Strutture che possono servire per assemblare complessi molecolari d ogni dimensione, forma e funzione. Utilizzando le architetture del DNA come modello, i ricercatori sono stati in grado di catturare e trasferire energia a distanza (decine di nanometri) con una perdita di efficienza minima (<1% per nanometro).
Questo può essere replicato per creare strutture che assorbono energia, come nella fotosintesi naturale, e la trasferiscono nel luogo in cui verrà utilizzata. Anche a lunghissime distanze.
I risultati potenziali di questa ricerca potrebbero rivelare nuovi modi di catturare energia e trasferirla su lunghe distanze senza alcuna perdita. A sua volta, l’impatto di questa ricerca potrebbe guidare la progettazione di sistemi di conversione energetica più efficienti che ridurranno la nostra dipendenza dai combustibili fossili.
