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Científicos del Berkeley Lab han logrado entrenar a la bacteria Moorella thermoacetica, para que esta sea capaz de realizar realizar la fotosíntesis a pesar de no ser fotosintética, con el propósito sintetizar nanopartículas semiconductoras en un sistema fotosintético híbrido artificial para convertir la luz solar en productos químicos.

Se designa con el término de fotosíntesis al proceso a través del cual las plantas, las algas y algún tipo de bacteria captan la energía de la luz que emana el sol y la utilizan para transformar la materia inorgánica de su medio externo en materia orgánica.

“Hemos demostrado el primer caso de auto-fotosensibilización de una bacteria no fotosintética, la M. thermoacetica, con nanopartículas de sulfuro de cadmio para producir ácido acético a partir de dióxido de carbono, con una eficiencia comparable, o incluso superior, a las capacidades naturales de la fotosíntesis”, dijo Peidong Yang, responsable de la investigación.

“El sistema de fotosíntesis artificial híbrido usando bacterias y semiconductores inorgánicos que hemos creado, se autorreplica a través de la bioprecipitación de las nanopartículas de sulfuro de cadmio, el cual actúa como recolector de la luz para mantener el metabolismo celular. Demostrar esta capacidad propia de un cyborg de aumentar la funcionalidad de un sistema biológico usando química inorgánica abre la puerta a la integración de componentes bióticos y abióticos en la próxima generación de tecnologías de conversión solar a química”.

El sulfuro de cadmio es un semiconductor muy estudiado con una estructura de banda que es adecuada para la fotosíntesis. Tanto como “electrógrafo” (lo que significa que puede realizar transferencia directa de electrones desde un electrodo), como “acetógeno” (lo que significa que puede dirigir casi el 90% de sus productos fotosintéticos hacia el ácido acético), M. thermoacetica sirve como el organismo modelo ideal para demostrar las capacidades de este sistema fotosintético híbrido artificial.

“Nuestro sistema híbrido combina lo mejor de ambos mundos: la capacidad de aprovechar la luz de los semiconductores junto al poder catalítico de la biología. En este estudio, hemos demostrado no sólo que los biomateriales pueden tener la calidad suficiente para llevar a cabo una fotoquímica útil, sino que, en cierto modo, pueden ser incluso más ventajoso en aplicaciones biológicas”.

Un avance que abre el camino a la integración de componentes bióticos y abióticos para la próxima generación de tecnologías de conversión de energía solar en química.

Referencia: Berkeley Lab