L’energia solare brilla come un faro di speranza mentre il mondo cerca soluzioni energetiche sostenibili. Il nostro progetto esplora il mondo affascinante della fotosintesi artificiale, dove traiamo ispirazione dalle “centrali energetiche” naturali per creare nuovi ed efficienti modi di sfruttare l’energia del sole. Le piante e i batteri hanno padroneggiato l’uso della luce durante il loro lungo viaggio evolutivo di miliardi di anni sulla Terra. Studi recenti a livello quantistico sui cromofori (le molecole che catturano la luce) in vari batteri viola hanno rivelato una disposizione geometrica eccezionalmente efficiente per la raccolta della luce. Comprendere come questi batteri catturino la luce può insegnarci lezioni preziose per migliorare le nostre tecnologie artificiali di raccolta e sfruttamento della luce. Immaginiamoci il minuscolo ma potente Light-Harvesting System 2 (LH2) trovato in natura. Questo sistema, intricato ma elegante, costituito principalmente da molecole chiamate Batterioclorofille (BChl), cattura ed incanala efficientemente la luce solare. Studiando l’LH2, possiamo apprendere i segreti della Natura per assorbire e trasferire l’energia utilizzando risorse più sostenibili e, possibilmente, bio-compatibili rispetto a quanto oggi disponibile. Il nostro viaggio è una testimonianza dell’ingegno umano che coinvolge la chimica computazionale d’avanguardia per esplorare e progettare nuove molecole ispirate a BChl in grado di assorbire la luce. Questi modelli innovativi non solo ci aiutano a comprendere come creare sistemi sintetici che possano imitare l’efficienza straordinaria di quelli naturali, ma si spingono oltre i confini di ciò che è possibile nel campo della ricerca energetica. Poiché qualsiasi viaggio è più piacevole se condiviso con altri, indaghiamo come i cromofori funzionino differentemente ed efficientemente quando in gruppo, assorbendo la luce diversamente da quando sono soli. Esaminando le interazioni tra queste molecole, possiamo comprendere e migliorare la loro prestazione collettiva. Il nostro lavoro ed il nostro viaggio non si limitano a molecole ispirate a BChl; esploriamo anche altri composti entusiasmanti come l’Azobenzene e i coloranti tipo le Cianine. Questi materiali (colorati e sensibili alla luce) promettono varie applicazioni nei campi delle nanotecnologie, optoelettronica e nella biomedicina. Sfruttando le lezioni dall’efficienza quantistica della natura, stiamo sviluppando nuove tecnologie che potrebbero rivoluzionare il nostro approccio alla raccolta della luce. Ti invitiamo a unirti a noi in questo emozionante viaggio mentre scopriamo le meraviglie della fotosintesi artificiale. Insieme, possiamo aprire la strada a un futuro più luminoso e sostenibile alimentato dal sole, e contribuire in modo significativo al campo delle soluzioni energetiche sostenibili e bio-compatibili.
SDGS
3 – Salute e benessere
7 – Energia pulita e accessibile
13 – Lotta contro il cambiamento climatico
A cura del Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia
GRUPPO DI RICERCA
Luca De Vico
Razan Daoud
Giuseppe Mastrangeli
Carlo Burresi
Silvia Punis