(A firma di (Redazione)) –

Tecnologie solari e sensoristiche più efficienti grazie al connubio tra fisica quantistica e biochimica.
Per raggiungere efficienze di trasporto ottimali ad imitazione dei sistemi naturali, il team di ricerca ha utilizzato antenne fotosintetiche artificiali sviluppate nei laboratori del Mit.

Questi sistemi antenna – spiega una nota – sono stati ottenuti “modificando geneticamente la struttura proteica di un virus innocuo e ancorando in punti precisi della struttura due tipi di cromofori, donatori (assorbitori di luce) ed accettori (emettitori di luce)”.
La manipolazione genetica del virus “consente di controllare la distanza tra i punti di supporto dei cromofori, e di conseguenza la forza di interazione tra gli stessi, responsabile a sua volta dell’efficienza di trasporto dell’energia di eccitazione”.

La fotosintesi naturale, spiega la nota Eni-Cnr, responsabile della vita sulla Terra, avviene grazie ad un processo in cui la luce è catturata da una ”antenna ricevente” proteica e poi trasmessa da una catena di pigmenti ad essa legati, detti cromofori, alla “centrale energetica”, il centro di reazione, dove viene convertita in energia biologicamente sfruttabile.
“Mentre il processo fotosintetico nel suo complesso ha efficienze inferiori all’1%, il trasporto di energia sotto forma di eccitazione elettronica ha un’efficienza quasi del 100% anche a temperatura ambiente, di gran lunga superiore a quella delle migliori celle solari- segnalano Eni e Cnr- risultati sperimentali supportati da modelli teorici hanno dimostrato negli ultimi anni che, alla base di questa straordinaria efficienza, vi siano effetti spiegati solo dai principi della fisica quantistica, per cui la ‘unità energetica’ (eccitone) viene creata su diversi cromofori simultaneamente, percorrendo vari cammini in parallelo per trovare il percorso ottimale verso il centro di reazione”.
In queste condizioni, i movimenti molecolari attivi a temperatura ambiente invece che essere di ostacolo, come normalmente ci si dovrebbe aspettare, rendono i processi più veloci.

Eni si è fatta quindi promotrice di un nuovo progetto con il Mit per studiare i possibili fenomeni di trasporto quantistico in questi sistemi, coinvolgendo anche l’Ino Cnr e il Lens dell’Università di Firenze.

“Per analizzare il trasporto energetico nei sistemi antenna- spiega Paolo De Natale direttore Ino Cnr- abbiamo realizzato un esperimento in cui questi vengono stimolati tramite impulsi laser estremamente veloci, che vengono prima assorbiti dalle molecole donatore e poi riemessi da quelle accettore, permettendo così di misurare l’efficienza di trasporto. Per le strutture geneticamente modificate abbiamo misurato una propagazione dell’eccitone due volte più veloce rispetto alle stesse antenne a base di virus non modificato, e di conseguenza distanze di propagazione maggiori del 67%”.