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Il futuro dell’energia solare, tra biochimica e fisica quantistica

Il campo solare di Yotvata, composto da 23400 pannelli.
Di Dario Marchetti
Per fare passi in avanti nel settore del fotovoltaico non c’è bisogno di inventare nulla a partire da zero: basta ispirarsi a ciò che è già presente in natura. È quello che ha fatto il team di ricerca interdisciplinare formato da membri di Mit, Cnr, Eni, Università di Firenze e Università di Perugia, il cui ultimo studio è stato da poco pubblicato su Nature Materials con il titolo “Enhanced energy transport in genetically engineered excitonic networks”.

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In sostanza gli scienziati hanno utilizzato delle antenne fotosintetiche artificiali, sviluppate nei laboratori del Mit e ottenute modificando geneticamente la struttura di un virus innocuo: in due punti precisi dell’organismo i ricercatori hanno “ancorato” due tipi di cromofori, quelli donatori, che assorbono la luce, e quelli accettori, che invece la ricevono.
La manipolazione del virus permette di controllare la distanza tra i cromofori, e quindi la forza di interazione tra questi, modificando l’efficienza del trasporto energetico: nella fotosintesi naturale la luce viene catturata da un ricettore proteico e poi trasmessa ad una catena di pigmenti (i cromofori, appunto), per arrivare al centro di reazione, dove si trasforma in energia biologica.
Ma mentre la fotosintesi ha un’efficienza inferiore all’1%, se il processo viene stimolato attraverso impulsi laser si arriva a un’efficienza molto vicina al 100%. Alla base di questo comportamento, secondo le ultime teorie, ci sarebbero i principi della fisica quantistica.
“Per le strutture geneticamente modificate – spiega Paolo De Natale, direttore dell’Istituto Nazionale di Ottica del Cnr -, abbiamo misurato una propagazione due volte più veloce rispetto alle stesse antenne a base di virus non modificato, e di conseguenza distanze di propagazione maggiori del 67%”.

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