I ricercatori del CNR hanno assemblato in laboratorio il più semplice prototipo artificiale di light-harvesting

(Rinnovabili.it) – Se si parla di fotovoltaico e di fotosintesi, naturale o artificiale, non è con la fisica classica che si devono fare i conti. Dietro la conversione della luce in energia ci sono i principi della meccanica quantistica, branca scientifica che descrive  il comportamento delle radiazioni, della materia atomica e sub atomica, e delle loro interazioni. A dimostrarlo per la prima volta è stato uno studio sulle molecole artificiali del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) pubblicato in questi giorni su Nature Communications.

Gli scienziati hanno messo in luce i meccanismi alla base di un passo fondamentale sia nel processo fotovoltaico che in quello fotosintetico: la light-harvesting o raccolta della luce. Si tratta di una fase cruciale “dove l’energia di eccitazione di una molecola recettore, che assorbe la luce incidente, viene trasferita a molecole più distanti”, spiega  Carlo Andrea Rozzi di Nano-Cnr di Modena che ha lavorato allo studio insieme all’Istituto di fotonica e nanotecnologie (Ifn-Cnr), in collaborazione con le università di Modena e Reggio Emilia, di Oldenburg e dei Paesi Baschi e il Politecnico di Milano.

Fotovoltaico e fotosintesi: in una molecola, un destino

In questo contesto il merito del team è quello di avere in laboratorio il più semplice prototipo artificiale di light-harvesting, una macro-molecola formata da un recettore di luce e da due unità per la raccolta della carica elettrica. “Abbiamo verificato – prosegue Rozzi – che il trasferimento delle cariche elettriche dal recettore verso le altre molecole avviene con un meccanismo di coerenza quantistica, ossia tramite una sorta di oscillazione collettiva e ordinata di elettroni e nuclei atomici. Grazie a un approccio congiunto sperimentale e teorico siamo in grado di costruire, con un dettaglio mai ottenuto prima, una mappa di come in poche decine di femtosecondi (milionesimi di miliardesimo di secondi!) l’eccitazione luminosa si trasformi in differenza di potenziale”.