p Dada a natureza finita das reservas de combustível fóssil e os impactos ambientais devastadores de depender de combustíveis fósseis, o desenvolvimento de fontes de energia limpa está entre os desafios mais urgentes que a civilização industrial moderna enfrenta. A energia solar é uma opção atraente de energia limpa, mas a implementação em larga escala de tecnologias de energia solar dependerá do desenvolvimento de maneiras eficientes de converter energia luminosa em energia química. p Como muitos outros grupos de pesquisa, os membros da equipe de pesquisa do Professor Takehisa Dewa no Instituto de Tecnologia de Nagoya, no Japão, se voltaram para aparelhos fotossintéticos biológicos, que são, nas palavras do Prof. Dewa, ambos "uma fonte de inspiração e um alvo para testar maneiras de melhorar a eficiência de sistemas artificiais." Especificamente, eles escolheram se concentrar na bactéria fotossintética roxa Rhodopseudomonas palustris, que usa um complexo de núcleo de centro de 1 reação de coleta de luz biohíbrida (LH1-RC) para capturar a energia da luz e convertê-la em energia química.

p Em seus estudos iniciais de R. palustris, O grupo do Prof. Dewa observou rapidamente que o sistema LH1-RC tem certas limitações, como apenas ser capaz de coletar energia luminosa de forma eficiente dentro de uma banda de comprimento de onda relativamente estreita devido à sua dependência de clorofilas (bacterianas), um único conjunto de pigmento orgânico de colheita de luz (B875, nomeado pelo seu máximo de absorção). Para superar essa limitação, Os pesquisadores, em parceria com colaboradores da Universidade de Osaka e da Universidade Ritsumeikan, experimentou a ligação covalente do sistema LH1-RC a um conjunto de fluoróforos (Alexa647, Alexa680, Alexa750, e ATTO647N). Os resultados de seus experimentos aparecem em um artigo publicado em uma edição recente da Journal of Photochemistry &Photobiology A:Chemistry .

p Tendo sintetizado seu sistema LH1-RC modificado, A equipe do Prof. Dewa usou um método chamado "espectroscopia de absorção transiente de femtosegundo" para confirmar a presença de transferência ultra-rápida de 'energia de excitação' dos fluoróforos para os pigmentos de bacterioclorofila a na montagem B875. Eles também confirmaram a ocorrência subsequente de reações de 'separação de carga', uma etapa fundamental na captação de energia. Sem surpresa, a taxa de transferência de energia de excitação aumentou com maior sobreposição espectral entre as bandas de emissão dos fluoróforos e a banda de absorção de B875. Anexar os fluoróforos externos de coleta de luz aumentou o rendimento máximo da enzima de separação de carga e atividade de geração de fotocorrente em um eletrodo dentro de um sistema de bicamada lipídica artificial.

p Ao introduzir fluoróforos ligados covalentemente em uma enzima fotossintética bacteriana, A equipe do Prof. Dewa teve sucesso em ampliar a banda da enzima de comprimentos de onda de luz coletáveis. Esta é uma melhoria importante dada a densidade de energia extremamente baixa da luz solar. "Essa descoberta pode abrir caminho para o desenvolvimento de um sistema de fotossíntese artificial eficiente para a conversão de energia solar, "observa o Prof. Dewa." A pesquisa sobre biohíbridos deve fornecer insights sobre o desenvolvimento de sistemas de conversão de energia implementáveis, dando assim à civilização moderna avançada uma opção prática para acessar um suprimento inesgotável de energia solar limpa, " ele adiciona.

p Os sistemas de conversão de energia em questão podem assumir muitas formas, incluindo vários nanomateriais, como pontos quânticos e materiais de nanocarbono, mas uma característica unificadora será a necessidade de alguma forma de aproveitar um aparelho de coleta de luz de amplo espectro para um aparelho de geração de fotocorrente, e o sistema do tipo biohíbrido desenvolvido pela equipe do Prof. Dewa fornece um meio viável de atender a essa necessidade.