p (PhysOrg.com) - Nossas tentativas de usar a energia solar continuam a ser muito ineficazes; os verdadeiros mestres deste ofício são as plantas fotossintéticas, algas, e bactérias. A ciência está tentando emular esses organismos. p Igor Nabiev do NanoGUNE Research Center em San Sebastian (Espanha), Alexander O. Govorov da Ohio University (EUA), John Donegan da CRANN, Trinity College Dublin (Irlanda), e um time de espanhóis, Irlandês, Francês, e cientistas russos desenvolveram agora uma nova abordagem para aumentar a eficiência da luz. Conforme relatam no jornal Angewandte Chemie, eles equiparam com sucesso o centro fotossintético de uma bactéria roxa com uma “antena coletora de luz” que consiste em um ponto quântico - um nanocristal inorgânico.

p Em organismos, a primeira etapa da fotossíntese é a absorção da luz por uma antena, um complexo de proteínas e pigmentos que é levado a um estado eletronicamente excitado pela energia da luz. O pacote de energia pode então ser passado para cofatores especiais de clorofila no centro de reação do aparelho fotossintético. Lá, a energia é finalmente usada para produzir estoques de energia celular como o ATP. A transmissão dos pacotes de energia ocorre por meio de um processo especial sem radiação denominado transferência de energia de ressonância de Förster (FRET), em que os estados eletrônicos do emissor e do receptor dos pacotes de energia devem entrar em ressonância.

p Os sistemas fotossintéticos artificiais também requerem uma antena para a captação eficiente de luz. A antena também deve ser capaz de passar os pacotes de energia através do FRET. Antenas sintéticas anteriores eram moléculas de corante orgânico, que têm a desvantagem de capturar uma faixa muito pequena de comprimentos de onda da luz solar. Além disso, eles não são estáveis ​​sob irradiação de longo prazo. A nova ideia, neste caso, era substituir as moléculas orgânicas por pontos quânticos inorgânicos fluorescentes como antenas. Os pontos quânticos são cristais nanoscópicos tão minúsculos que, em muitos aspectos, se comportam como moléculas, e não como objetos sólidos macroscópicos. As propriedades eletrônicas e ópticas dos pontos quânticos, incluindo os comprimentos de onda que eles absorvem, pode ser feito sob encomenda, porque dependem do tamanho, forma, e composição do ponto.

p Os pesquisadores optaram por usar pontos quânticos feitos de telureto de cádmio e seleneto de cádmio, que fluorescem sob irradiação, enquanto permanecem estáveis ​​a longo prazo. O tamanho e a composição da superfície foram selecionados de forma que pudessem absorver uma faixa particularmente ampla de luz solar.

p Os pesquisadores conseguiram acoplar a antena de ponto quântico a um centro de reação do sistema fotossintético de uma bactéria roxa. Sob irradiação, os pontos quânticos não fluorescem mais; em vez disso, eles passam a energia absorvida para o centro de reação através do FRET. Esta nova abordagem pode abrir caminho para novos sistemas fotossintéticos sintéticos.