La investigación la ha llevado a cabo un grupo de expertos del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) y de la Universidad de California en Berkeley.
Graham Fleming, Subdirector del Berkeley Lab, y reputado especialista en estudios espectroscópicos del proceso fotosintético, está convencido de que este nuevo método resultará ser una herramienta revolucionaria para estudiar el flujo de energía en sistemas complejos donde múltiples moléculas interactúan fuertemente. Usando espectroscopia electrónica de dos dimensiones, es posible trazar un mapa del flujo de energía de excitación a través del espacio con resolución espacial del orden de nanómetros, y resolución temporal del orden de femtosegundos.
La espectroscopia electrónica de dos dimensiones implica irradiar secuencialmente una muestra con luz de tres rayos láseres, de 50 femtosegundos de duración, mientras que un cuarto rayo es usado como oscilador local para amplificar las señales espectroscópicas resultantes.
Esta técnica también sería útil en los estudios dirigidos a mejorar la eficiencia de células solares moleculares.
Fleming y sus colegas usaron la espectroscopia electrónica 2-D para registrar la primera medida directa de acoplamientos electrónicos en la proteína fotosintética FMO (Fenna Matthews Olson), un complejo molecular en bacterias verdes del azufre, que absorbe fotones y dirige la energía de excitación hacia un centro de reacción donde puede ser convertida en energía química
La FMO es un sistema modelo para estudiar la transferencia de energía en el proceso fotosintético porque es relativamente simple (consistente en sólo siete moléculas de pigmento) y su química ha sido adecuadamente caracterizada.
A través del proceso fotosintético, las plantas verdes y cianobacterias pueden transferir energía lumínica del Sol y convertirla en energía química con una eficiencia de casi el 100 por ciento. Aprender a emular la técnica de la naturaleza para crear versiones artificiales de la fotosíntesis, permitiría obtener energía solar limpia, eficiente y sostenible.
La naturaleza ha diseñado uno de los sistemas más efectivos para aprovechar la luz, en pasos que se suceden tan deprisa que la energía no se desaprovecha como calor. Sin embargo, los sistemas actuales de energía solar creados por el Hombre, no siguen el modelo de la naturaleza.
Emular la fotosíntesis natural requerirá una mejor comprensión de cómo la energía es transferida desde moléculas de pigmentos que absorben luz, hacia moléculas que forman los centros de reacción que convierten la energía.
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