Os cientistas descrevem o projeto de um conjugado PSI-GNP-PSII que pode ser usado como uma plataforma para o desenvolvimento de um nanodispositivo de divisão de água para gerar hidrogênio, em Espectroscopia Biomédica e Imagem

A energia solar é considerada por alguns como a solução definitiva para enfrentar a atual crise energética, o aquecimento global e as crises ambientais provocadas pelo consumo excessivo de combustíveis fósseis. Contudo, esta fonte de energia limpa e inesgotável é difícil de capturar e armazenar. Em um novo estudo, cientistas propõem o uso de energia solar para produzir hidrogênio pela divisão da água, relatórios Espectroscopia Biomédica e Imagem .

O hidrogênio é um produto limpo, portador de energia flexível, produzido principalmente a partir de combustíveis fósseis. Adotando outra abordagem, os cientistas observaram como as plantas e outros organismos usam a fotossíntese para converter a energia da luz em energia química que pode ser armazenada e posteriormente liberada conforme necessário para alimentar as atividades dos organismos. Eles projetaram um conjugado de nanopartículas de ouro que poderia ser usado como uma plataforma para desenvolver um sistema de fotossíntese semi-artificial usando um sistema movido a luz, nanodispositivo de divisão de água para gerar hidrogênio.

"A fotossíntese em plantas e algas é um meio eficiente de converter luz e energia para produzir energia química armazenável, "explicou o investigador principal Takumi Noguchi, Ph.D., Divisão de Ciência de Materiais, Escola de Pós-Graduação em Ciências, Universidade de Nagoya, Nagoya, Japão. "Fotossíntese artificial, que imita a fotossíntese natural, mas gera diretamente combustíveis como álcoois e hidrogênio em vez de açúcares, pode ser a chave para resolver nosso problema de energia. "

Neste estudo, cientistas montaram complexos de fotossistema cianobacteriano I (PSI) e fotossistema II (PSII) em uma nanopartícula de ouro (GNP) para gerar um conjugado PSI-GNP-PSII por meio de marcadores de histidina geneticamente modificados anexados às proteínas PSI e PSII, visando o desenvolvimento de um nanossistema de divisão de água. Eles foram montados modificando o método de preparação de um conjugado PSII-GNP. A medição de fluorescência de partícula única usando um microscópio criogênico, bem como a absorção óptica convencional e as medições de fluorescência forneceram evidências definitivas de que os complexos PSI e PSII estão ligados a um único GNP no conjugado PSI-GNP-PSII gerado.

Este grupo de pesquisa havia mostrado anteriormente que os complexos centrais PSII retinham a atividade de evolução do oxigênio em conjugados PSII-GNP, em que os complexos PSII estão ligados aos GNPs no lado do aceitador de elétrons. Também foi relatado que os complexos PSI podem desenvolver hidrogênio após irradiação usando elétrons de doadores de elétrons de sacrifício quando eles são acoplados a nanopartículas de platina.

"Assim, o conjugado PSI-GNP-PSII que geramos no presente estudo pode ser uma plataforma útil para o desenvolvimento de um nanodispositivo de divisão de água para produção de hidrogênio a partir da água usando energia solar, "concluiu o Dr. Noguchi.