La potenza del sole è così incredibile che potrebbe soddisfare il fabbisogno energetico mondiale in circa 90 minuti. Mentre le piante hanno dominato la fotosintesi, sfruttando la luce solare in energia chimica, gli scienziati stanno ancora cercando di decifrarne i segreti.

Una nuova scoperta di una super fotobase indotta dalla luce presso la Michigan State University, però, sta rivelando alcuni dei tratti desiderabili della fotosintesi. Il team interdisciplinare di scienziati è stato in grado di documentare la dinamica ultraveloce della super fotobase che è 10 milioni di volte più forte di qualsiasi cosa scoperta in precedenza.

"Abbiamo usato i laser per fare la scoperta, ma il processo non li richiede; si può fare con la luce del sole, " disse Marcos Dantus, Illustre professore universitario in chimica e fisica che ha co-diretto questa ricerca. "Poiché il processo si completa in un miliardesimo di secondo, i laser ci hanno semplicemente permesso di scattare istantanee per sezionarlo e misurare i cambiamenti chimici".

La spiegazione della scoperta richiede un primer in chimica di base. Molti esperimenti di chimica osservano l'interazione tra acidi e basi. La misura tradizionale è una scala da zero a 14 - gli acidi hanno un pH basso, le basi hanno un pH elevato e 7 è neutro.

L'energia di un fotone, particelle che trasportano la luce attraverso lo spazio, è ciò che separa la super fotobase da una semplice super base. L'aggiunta del fotone aumenta notevolmente la reattività molecolare. L'aumento è così grande, infatti, che è fuori dalla scala del pH tradizionale di ben 7 unità, raggiungere 21.

Sebbene siano stati scoperti molti super acidi, questa è la prima volta che viene descritta una super base a questo livello, disse Babak Borhan, Professore di chimica MSU e co-leader di ricerca.

"Sono state osservate altre basi fotografiche, ma non così forti. Vediamo un'unità di 14 log, o circa 100 milioni di milioni di volte maggiore, cambiamento di basicità quando esposto alla luce; questo è il motivo per cui lo chiamiamo un super photobase, " ha detto. "Abbiamo dimostrato che stiamo sfruttando l'energia della luce e creando una particella sovralimentata. La prevalenza dei fotoacidi ha portato al loro sfruttamento in diversi modi. La mancanza di basi fotografiche, anche se, ha rallentato gli scienziati dall'esplorare la loro piena utilità. Crediamo che questo aiuti a superare questa sfida".

Le applicazioni di questa scoperta potrebbero portare a progressi nella cattura dell'energia solare, come i combustibili fotogenerati. Può anche essere usato per sviluppare materiali drogati per la connettività protonica, sonde ambientali e persino far luce sui misteri del ripiegamento delle proteine, il primo passo verso molte malattie debilitanti, Borhan ha aggiunto.

Se la potenza delle basi fotografiche può essere interfacciata con i dispositivi, un'altra possibilità interessante è alimentare le auto con l'acqua. Se l'idrogeno potesse essere scisso dall'ossigeno, l'energia potrebbe essere utilizzata come celle a combustibile a idrogeno e ridurre la dipendenza dai combustibili fossili.

La fase successiva di questa ricerca sarà quella di controllare il trasferimento di protoni dalla molecola della super fotobase all'ambiente circostante. L'uso di basi forti, così come acidi forti, è impegnativo perché richiedono hardware e solventi speciali. Individuando il potere della luce, però, la super fotobase è limitata all'area illuminata. Consente inoltre l'utilizzo dei comuni solventi, che rende gli esperimenti più facili da eseguire.