Los científicos describen el diseño de un conjugado PSI-GNP-PSII que podría usarse como plataforma para desarrollar un nanodispositivo de división de agua para generar hidrógeno, en Espectroscopía e Imágenes Biomédicas

Algunos consideran que la energía solar es la solución definitiva para abordar la actual crisis energética y el calentamiento global y las crisis ambientales provocadas por el consumo excesivo de combustibles fósiles. Sin embargo, esta fuente de energía limpia e inagotable es difícil de capturar y almacenar. En un estudio novedoso, los científicos proponen utilizar energía solar para producir hidrógeno mediante la división del agua, informes Espectroscopía e imágenes biomédicas .

El hidrógeno es limpio, portador de energía flexible producido principalmente a partir de combustibles fósiles. Tomando otro enfoque Los científicos observaron cómo las plantas y otros organismos utilizan la fotosíntesis para convertir la energía luminosa en energía química que puede almacenarse y luego liberarse según sea necesario para alimentar las actividades de los organismos. Diseñaron un conjugado de nanopartículas de oro que podría usarse como plataforma para desarrollar un sistema de fotosíntesis semi-artificial utilizando un sistema de luz, Nanodispositivo de división de agua para generar hidrógeno.

"La fotosíntesis en plantas y algas es un medio eficiente de convertir luz y energía para producir energía química almacenable, "explicó el investigador principal Takumi Noguchi, Doctor., División de Ciencia de Materiales, Escuela de Graduados en Ciencias, Universidad de Nagoya, Nagoya, Japón. "Fotosíntesis artificial, que imita la fotosíntesis natural pero genera directamente combustibles como alcoholes e hidrógeno en lugar de azúcares, puede ser la clave para resolver nuestro problema energético ".

En este estudio, Los científicos ensamblaron complejos de fotosistema I (PSI) y fotosistema II (PSII) de cianobacterias en una nanopartícula de oro (GNP) para generar un conjugado PSI-GNP-PSII a través de etiquetas de histidina modificadas genéticamente unidas a las proteínas PSI y PSII. con el objetivo de desarrollar un nanosistema de división de agua. Se ensamblaron modificando el método de preparación de un conjugado PSII-GNP. La medición de la fluorescencia de una sola partícula utilizando un microscopio criogénico, así como las mediciones convencionales de absorción óptica y fluorescencia, proporcionaron evidencia definitiva de que los complejos PSI y PSII están unidos a un solo GNP en el conjugado PSI-GNP-PSII generado.

Este grupo de investigación había demostrado previamente que los complejos centrales de PSII conservaban la actividad de evolución de oxígeno en los conjugados PSII-GNP, en el que los complejos de PSII se unen a los GNP en el lado del aceptor de electrones. También se ha informado de que los complejos de PSI pueden desarrollar hidrógeno tras la irradiación utilizando electrones de donantes de electrones de sacrificio cuando se acoplan a nanopartículas de platino.

"Por lo tanto, El conjugado PSI-GNP-PSII que generamos en el presente estudio puede ser una plataforma útil para un mayor desarrollo de un Nanodispositivo de división de agua para la producción de hidrógeno a partir de agua utilizando energía solar, "concluyó el Dr. Noguchi.