Primeiras fotografias da fotossíntese em ação

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/08/2014

O processo envolve a ação dos fótons da luz solar, que quebram as moléculas de água em prótons (hidrogênio), elétrons e oxigênio. [Imagem: Mary Zhu]

Quebra da água na fotossíntese

Uma equipe internacional de pesquisadores conseguiu fazer as primeiras fotografias da fotossíntese em ação.

O processo, que ocorre em uma escala temporal extremamente curta, envolve a quebra das moléculas de água em prótons (hidrogênio), elétrons e oxigênio.

"Este estudo é o primeiro passo rumo ao nosso objetivo final de desvendar os segredos da separação da água e conseguir fazer filmes moleculares das biomoléculas," disse a Dra. Petra Fromme, da Universidade do Estado do Arizona, nos Estados Unidos.

Como esse processo é rápido demais, não se pode usar uma câmera comum. A equipe usou um tipo de raio X produzido por pulsos de laser ultracurtos, cada um durando poucos femtossegundos.

Esta é a escala temporal na qual as moléculas vibram e as reações químicas ocorrem - 1 femtossegundo equivale 10^-15 segundos.

Cada linha vertical na imagem representa compostos e átomos existentes em cada etapa do processo de fotossíntese. [Imagem: Mary Zhu]

Fotossíntese artificial

A elucidação do mecanismo de quebra das moléculas de água é essencial para o desenvolvimento de sistemas artificiais que possam imitar a eficiência dos sistemas naturais - uma área de pesquisas conhecida como fotossíntese artificial.

O grande objetivo dos pesquisadores é construirfolhas artificiais, dispositivos que usem a energia solar para produzir hidrogênio.

O hidrogênio então será usado para produzir eletricidade em células a combustível ou queimado diretamente em motores e turbinas.

Antes que isso se torne realidade, no entanto, os cientistas precisam saber exatamente como a fotossíntese natural funciona - este estudo representa uma etapa crucial nesse conhecimento, e abre caminho para a execução das etapas que faltam.

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Bibliografia:

Serial time-resolved crystallography of photosystem II using a femtosecond X-ray laser
Christopher Kupitz et al.
Nature
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nature13453