Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/07/2023
Desorganização eficiente
Quando as células fotossintéticas - de algas, bactérias e plantas - absorvem a luz do Sol, os fótons saltam entre uma série de proteínas coletoras de luz até atingirem o centro de reação fotossintética.
Lá, as células convertem a energia dos fótons em elétrons, que a jusante irão impulsionar a produção de moléculas de açúcar, que servem de alimento para o ser vivo.
Essa transferência de energia através do complexo coletor de luz ocorre com eficiência muito alta: Quase todo fóton de luz absorvido gera um elétron, um fenômeno conhecido como "eficiência quântica de quase unidade".
Agora, Dihao Wang e colegas do MIT, nos EUA, descobriram como essas proteínas, que funcionam como "antenas de luz", operam com tamanha eficiência.
E a resposta para esse enigma surpreendeu: É o arranjo desorganizado das proteínas que impulsiona a eficiência quântica da conversão da luz em eletricidade - organize as coisas e a eficiência cai drasticamente.
"A organização ordenada é, na verdade, menos eficiente do que a organização desordenada da biologia, o que achamos muito interessante porque a biologia tende a ser desordenada. Essa descoberta nos diz que isso pode não ser apenas uma desvantagem inevitável da biologia, mas os organismos podem ter evoluído para tirar vantagem disso," disse a professora Gabriela Schlau-Cohen.
Bioinspiração
Esta descoberta tem grande impacto para diversos desenvolvimentos que buscam inspiração na biologia, como no campo da fotônica, nas células solares, na fotossíntese artificial e em todas as aplicações das antenas de luz.
Isso porque o método padrão nos desenvolvimentos da nanotecnologia tipicamente envolve construir nanoestruturas muito ordenadas e com altíssima precisão.
Outra descoberta da equipe é que a maior eficiência é obtida pelas proteínas que estão mais adensadas, uma vez que o menor tempo de viagem evita perdas de energia no processo.