p A fotossíntese permite que as plantas convertam luz em energia química. Utilizar esse processo para produzir energia elétrica é uma meta de pesquisa em todo o mundo. Agora, uma equipe de cientistas da Technische Universitaet Muenchen e da Universidade de Tel Aviv conseguiu derivar e medir diretamente a corrente fotoelétrica gerada por moléculas individuais do fotossistema I. p Uma equipe de cientistas, liderado por Joachim Reichert, Johannes Barth, e Alexander Holleitner (Technische Universitaet Muenchen), e Itai Carmeli (Universidade de Tel Aviv) desenvolveram um método para medir fotocorrentes de um único sistema de proteína fotossintética funcionalizada. Os cientistas puderam demonstrar que tal sistema pode ser integrado e endereçado seletivamente em arquiteturas de dispositivos fotovoltaicos artificiais, mantendo suas propriedades funcionais biomoleculares. As proteínas representam impulsionadas pela luz, bombas de elétrons de molécula única altamente eficientes que podem atuar como geradores de corrente em circuitos elétricos em nanoescala. A equipe interdisciplinar publica os resultados em Nature Nanotechnology esta semana.

p O cientista investigou o centro de reação do fotossistema I, que é um complexo de proteína clorofila localizado em membranas de cloroplastos de cianobactérias. Plantas, algas e bactérias usam a fotossíntese para converter a energia solar em energia química. Os estágios iniciais desse processo - onde a luz é absorvida e a energia e os elétrons são transferidos - são mediados por proteínas fotossintéticas compostas por complexos de clorofila e carotenóide. Até agora, nenhum dos métodos disponíveis foi sensível o suficiente para medir as fotocorrentes geradas por uma única proteína. O fotossistema-I exibe excelentes propriedades optoeletrônicas encontradas apenas em sistemas fotossintéticos. A dimensão em nanoescala torna ainda mais o fotossistema-I uma unidade promissora para aplicações em optoeletrônica molecular.

p O primeiro desafio que os físicos tiveram de dominar foi o desenvolvimento de um método para contatar eletricamente moléculas individuais em campos ópticos fortes. O elemento central do nanodispositivo realizado são proteínas fotossintéticas auto-montadas e ligadas covalentemente a um eletrodo de ouro por meio de grupos de mutação de cisteína. A fotocorrente foi medida por meio de uma ponta de vidro recoberta de ouro empregada em um conjunto de microscopia ótica de varredura de campo próximo. As proteínas fotossintéticas são excitadas opticamente por um fluxo de fótons guiado pela ponta tetraédrica que ao mesmo tempo fornece o contato elétrico. Com esta técnica, os físicos foram capazes de monitorar a fotocorrente gerada em unidades de proteína única.