17/12/2015 - ENI-CNR: Tecnologie solari e sensoristiche più efficienti

Dispositivi solari e sensori potranno diventare ancora più efficienti grazie al connubio tra fisica quantistica e biochimica. Lo studio, condotto da un'équipe interdisciplinare di ricercatori internazionali, rientra nell'ambito dell’accordo quadro Eni-CNR e della partnership Eni-MIT siglata nel 2008. I risultati pubblicati su Nature Materials

Tecnologie solari e sensoristiche più efficienti grazie al connubio tra fisica quantistica e biochimica. È questo il risultato della ricerca “Enhanced energy transport in genetically engineered excitonic networks”, pubblicata lo scorso ottobre dalla prestigiosa rivista scientifica Nature Materials.

Lo studio è stato condotto da un'équipe interdisciplinare di ricercatori internazionali dei Dipartimenti di Fisica e Astronomia e del Laboratorio Europeo di Spettroscopie Non-lineari (LENS) dell'Università di Firenze e del Dipartimento di Chimica dell’Università di Perugia, dell’Istituto Nazionale di Ottica del Consiglio Nazionale delle Ricerche (INO-CNR), del centro di ricerca “Quantum Science and Technology in Arcetri” (QSTAR), del Massachussets Institute of Technology (MIT) e del Centro Ricerche Eni Donegani di Novara. La ricerca rientra nell'ambito dell’accordo quadro Eni-CNR e della partnership Eni-MIT siglata nel 2008. 

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 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'energiaenergia
Fisicamente parlando, l'energia è definita come la capacità di un corpo di compiere lavoro e le forme in cui essa può presentarsi sono molteplici a livello macroscopico o a livello atomico. L'unità di misura derivata del Sistema Internazionale è il joule (simbolo J) di eccitazione. 

La fotosintesi naturale, responsabile della vita sulla Terra, avviene grazie ad un processo in cui la luce è catturata da un'”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.