Pela primeira vez, os cientistas observaram diretamente como a energia luminosa é convertida no movimento dos elétrons durante uma reação química. O estudo, publicado na revista Nature, fornece novos insights sobre as etapas fundamentais que ocorrem durante a fotossíntese e outros processos movidos pela luz.

A fotossíntese é o processo pelo qual as plantas e outros organismos convertem a energia luminosa em energia química. Esse processo começa com a absorção da luz por uma molécula de clorofila, que é um pigmento verde encontrado nas células vegetais. A energia da luz é então usada para excitar um elétron na molécula de clorofila, o que faz com que o elétron se mova para um nível de energia mais elevado.

O elétron excitado é então transferido para outras moléculas na célula, onde é usado para conduzir reações químicas que produzem moléculas ricas em energia, como a glicose.

A equipe de pesquisa usou uma técnica chamada espectroscopia de fotoelétrons resolvida no tempo para rastrear o movimento dos elétrons durante uma reação química. Essa técnica permitiu medir a energia e o momento dos elétrons à medida que eram excitados pela luz e transferidos entre as moléculas.

Os resultados do estudo mostraram que o elétron excitado passou da molécula de clorofila para uma molécula próxima em menos de 100 femtossegundos (100 quatrilionésimos de segundo). Esta transferência de energia incrivelmente rápida é essencial para a fotossíntese e outros processos movidos pela luz.

O estudo também revelou que o movimento do elétron foi fortemente influenciado pela estrutura das moléculas envolvidas na reação. Esta descoberta sugere que a eficiência da fotossíntese e de outros processos movidos pela luz pode ser melhorada através da concepção de moléculas com estruturas específicas.

Os novos insights obtidos com este estudo podem levar ao desenvolvimento de células solares e outros dispositivos mais eficientes que convertem energia luminosa em energia química.

A equipe de pesquisa foi liderada por cientistas da Universidade da Califórnia, Berkeley, e do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley. O estudo foi financiado pelo Departamento de Energia dos EUA e pela National Science Foundation.