Aos interessados no assunto: há duas imagens explicativas sobre o tema deste artigo que podem ser acessadas pelo link abaixo do texto.
Neemias.
CONTRIBUIÇÃO BRASILEIRA À FOTOSSÍNTESE ARTIFICIAL
Com informações do
Jornal da Unicamp - 26/06/2014
Fotossíntese artificial
Primeiro, compreender a
natureza. Depois, tentar imitá-la. Adotado pelos cientistas há centenas de
anos, esse princípio tem sido responsável por algumas das mais significativas
descobertas da ciência ao longo da história.
O preceito também serviu
de inspiração ao professor Jackson Dirceu Megiatto Júnior, da Unicamp
(Universidade Estadual de Campinas), que obteve importantes avanços na
desafiadora proposta de transformar água e luz solar em fonte de energia.
Trata-se de uma das mais
importantes participações brasileiras no esforço internacional em busca do
desenvolvimento da fotossíntese artificial.
"Converter água e
luz solar em fonte de combustível é algo que a natureza faz rotineiramente
através da fotossíntese. O que estamos tentando fazer é reproduzir
artificialmente esse processo em nossos laboratórios", explica Jackson.
Como ainda não existe
tecnologia para reproduzir artificialmente o processo de fotossíntese natural
das plantas baseado em proteínas - as proteínas deixam de funcionar fora de seu
ambiente natural -, os pesquisadores partiram para o desenvolvimento de
materiais artificiais que possam replicar o processo.
Porfirinas e tirosina
"O que nós fizemos
inicialmente foi sintetizar moléculas muito similares às clorofilas, chamadas porfirinas, que dispensam a estrutura proteica para realizar
absorção de luz sem se degradar", relata Jackson.
O problema é que, embora
sejam estáveis durante o processo de absorção de luz, as porfirinas se degradam
primeiro que as moléculas de água durante o processo artificial de fotossíntese
- ou seja, elas são mais estáveis que a clorofila, mas não o suficiente para a
conclusão do processo.
Pesquisadores esperam usar uma reação química
similar à fotossíntese, mas em um sistema artificial, para turbinar a fotossíntese e
construir um sistema ainda mais eficiente.
A solução foi novamente
encontrada na natureza, em um um aminoácido do tipo tirosina, presente na
proteína das folhas, que permite que as clorofilas "conversem" com as
moléculas de água, sincronizando o processo de captura, tudo estabilizado com o
uso de flúor, que impede a perda das moléculas de água.
"A tirosina
apresenta um grupo fenólico em sua estrutura que possui uma propriedade
bastante peculiar. Ele é capaz de receber rapidamente a energia proveniente das
clorofilas ativadas e armazená-la pelo tempo necessário para que as moléculas
de água ao seu redor sejam decompostas em hidrogênio e oxigênio. Moléculas do tipo
fenol são produzidas às toneladas atualmente," explica o pesquisador.
O rendimento apresentado
pelo material conjugado foi muito próximo àquele apresentado pela fotossíntese
natural.
Viabilidade
O próximo passo do
trabalho, antecipa o pesquisador, será buscar um sistema completo de produção
de energia.
A proposta é conectar uma
célula solar construída com os nanomateriais que realizam fotossíntese
artificial a uma célula combustível, que reorganize os átomos de hidrogênio e
oxigênio, gerando eletricidade e água.
Jackson antecipa que,
mesmo após vencida esta etapa, restarão desafios para tornar o processo da
fotossíntese artificial comercialmente viável, sobretudo porque o processo de
preparação das porfirinas ainda é caro.
Bibliografia:
A bioinspired redox relay that mimics radical interactions of the Tyr-His pairs of photosystem II
Jackson Dirceu Megiatto Júnior, Dalvin D. Méndez-Hernández, Marely E. Tejeda-Ferrari, Anne-Lucie Teillout, Manuel J. Llansola-Portolés, Gerdenis Kodis, Oleg G. Poluektov, Tijana Rajh, Vladimiro Mujica, Thomas L. Groy, Devens Gust, Thomas A. Moore, Ana L. Moore
Nature
Vol.: 6, 423-428
DOI: 10.1038/nchem.1862
A bioinspired redox relay that mimics radical interactions of the Tyr-His pairs of photosystem II
Jackson Dirceu Megiatto Júnior, Dalvin D. Méndez-Hernández, Marely E. Tejeda-Ferrari, Anne-Lucie Teillout, Manuel J. Llansola-Portolés, Gerdenis Kodis, Oleg G. Poluektov, Tijana Rajh, Vladimiro Mujica, Thomas L. Groy, Devens Gust, Thomas A. Moore, Ana L. Moore
Nature
Vol.: 6, 423-428
DOI: 10.1038/nchem.1862
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