DALLE ALGHE IL SEGRETO DI TRASFERIRE ENERGIA IN MANIERA VELOCE ED EFFICIENTE

La pubblicazione dell’articolo “Coherence in carotenoid-to-chlorophyll energy transfer” su «Nature Communications» di Elisabetta Collini (foto UniPd) del Dipartimento di Scienze Chimiche dell’Università di Padova dimostra sperimentalmente e per la prima volta come le leggi probabilistiche della meccanica quantistica siano quelle che regolano il trasferimento dell’energia e abbiano rilevanza nelle funzioni biologiche. Utilizzando una tecnica spettroscopica avanzata in grado di fornire i primi dati sperimentali diretti sulla presenza di tali effetti quantistici, grazie al photon echo bidimensionale appositamente realizzato nei laboratori del Dipartimento di Scienze Chimiche dell’ateneo, il team di ricerca ha studiato i trasferimenti di energia all’interno del “complesso antenna PCP” (peridin-chlorophyll-protein noto per il suo alto contenuto di carotenoidi), responsabile dell’assorbimento di luce in alghe microscopiche (dinoflagellati). Oltre alla comprensione di come avviene il trasferimento di energia nelle “antenne biologiche”, la ricerca, comeè evidente, ha enormi implicazioni per lo sfruttamento di queste coerenze quantistiche. Ad esempio, si potrebbe controllare la trasmissione di energia da un punto a un altro di un sistema, sintetizzare sistemi in cui il trasferimento avvenga in modo coerente ingegnerizzando distanze, orientazioni e proprietà ottiche del materiale in modo che imitino quelle della PCP. In concerto si potrebbe creare un sistema dove il trasferimento di energia avvenga in modo più veloce e controllato anche nei materiali artificiali. Il lavoro pubblicato su «Nature Communications» ha confermato come la Natura sfrutti la coerenza quantistica per aumentare l’efficienza delle sue funzioni biologiche. Ora la sfida, suggerita dalla ricerca, sta nel capire se sia possibile utilizzare tale coerenza come nuovo criterio per il design di materiali innovativi per l’energetica. (m.m.)