La fotosintesi per alimentare i dispositivi elettronici

Studiati processi biologici per il trasferimento dell'energia luminosa al centro di reazione dove viene trasformata in energia: processi utili per i futuri dispositivi elettronici

La natura ha perfezionato l'arte di usare il Sole per alimentare la crescita. Un team internazionale di ricercatori ha studiato cosa serve per ricreare questo processo artificialmente. I risultati potrebbero essere usati in vari modi, come alternativa al petrolio o in memorie di computer ultradense o celle solari super efficienti.

La fotosintesi artificiale renderebbe possibile produrre carburante a partire dalla luce del sole, per caricare materiali biologici e trasferire energia e mentre la fonti di energia tradizionali sono in esaurimento, l'energia solare è abbondante. Raccoglierla per produrre carburante produrrebbe una fonte di energia alternativa.

Il fulcro del progetto BIMORE ("Bio-inspired Molecular Optoelectronics") è l'elettronica molecolare, che usa mattoni da costruzione molecolari per alimentare componenti elettronici con l'obiettivo di ridurre l'elettronica alla scala di una singola molecola. A queste dimensioni, i materiali hanno proprietà molto diverse, che devono essere comprese prima di poterle sfruttare.

BIOMORE ha contribuito proprio a comprenderle meglio.

Il team ha allevato batteri viola che raccolgono la luce, i quali sono stati poi studiati usando la spettroscopia a femtosecondi, una pratica equivalente a fare molte fotografie in velocissima successione. Questo ha permesso ai ricercatori di vedere in quale momento l'energia della luce salta da un gruppo di batteri a un altro. Sono riusciti a vedere anche quando la luce del sole raggiunge il "centro di reazione", dove l'energia della luce si trasforma in energia biochimica.

L'osservazione di tutto il processo ha mostrato come il trasferimento di energia potrebbe essere gestito per ottimizzare l'efficienza nel campo dell'optoelettronica, una branca della tecnologia che associa elettricità e luce e che comprende celle solari e sensori.

Il team ha creato anche un'antenna in grado di catturare la luce allo stesso modo in cui un'antenna cattura un segnale radio. L'antenna usa due punte di oro, separate da uno spazio in nanoscala, non più largo di un centomillesimo dello spessore di un capello umano. Le punte afferrano la luce e la concentrano in uno spazio piccolissimo, incrementandone l'intensità.

La capacità di caricare molecole apre certo nuove opportunità, ma la capacità di attivarle e disattivarle sarebbe ancora più preziosa. Considerato questo, il team è riuscito a sviluppare un transistor che emette luce (LET) coperto da uno strato di molecole fotocromiche (che cambiano colore quando vengono esposte a una particolare luce) le cui proprietà di passaggio da uno stato all'altro sembrano promettenti.

Il progetto BIOMORE ha ricevuto quasi 2,8 milioni di euro in finanziamenti, che sono stati usati anche per formare una rete di 19 giovani ricercatori (borsisti Marie Curie) nel campo delle optoelettronica ispirata alla biologia. La rete BIOMORE comprende nove istituti di sei paesi dell'UE più Israele e Svizzera-

Redazione (09/07/2013)
Pubblicato in Analisi e Commenti
Tag: BIMORE, fotosintesi, luce, piante

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