(PhysOrg.com) -- Nel corso di miliardi di anni, le piante hanno sviluppato sistemi di raccolta della luce solare molto efficienti. Ora, gli scienziati stanno cercando di sfruttare i sistemi finemente sintonizzati nelle piante di tabacco per usarli come elementi costitutivi delle celle solari. Gli scienziati prevedono che la tecnica potrebbe portare alla produzione di poco costoso, celle solari biodegradabili.

In un recente studio, gli scienziati dell'UC Berkeley guidati da Matt Francis hanno dimostrato come programmare le piante di tabacco per sfruttare il modo efficiente in cui raccolgono la luce solare. Piuttosto che tentare di riprogrammare tutte le cellule di una pianta di tabacco matura, gli scienziati hanno ingegnerizzato geneticamente un virus chiamato virus del mosaico del tabacco per fare il lavoro per loro. I ricercatori hanno spruzzato il virus modificato su un raccolto di piante di tabacco, e il virus ha indotto le cellule vegetali a produrre molti cromofori artificiali, che trasformano i fotoni della luce solare in elettroni.

Affinché i cromofori funzionino, però, devono essere distanziati a una distanza precisa l'uno dall'altro - circa due o tre nanometri. Un po' più vicino o più lontano, e la corrente elettrica verrà interrotta o gli elettroni saranno molto difficili da raccogliere.

per fortuna, le cellule della pianta del tabacco si sono evolute in cromofori spaziali a questa distanza esatta, allineandoli in una lunga spirale lunga centinaia di nanometri. Sfruttando questa struttura, i ricercatori potrebbero sfruttare miliardi di anni di evoluzione per far crescere filamenti di cromofori perfettamente distanziati.

"Nel corso di miliardi di anni, l'evoluzione ha stabilito esattamente le giuste distanze tra i cromofori per consentire loro di raccogliere e utilizzare la luce del sole con un'efficienza senza pari, " disse Francesco.

Poiché le stesse piante di tabacco modificate non generano elettricità, i ricercatori devono raccogliere le piante ed estrarre le strutture cromoforiche. Quindi, gli scienziati possono dissolvere le strutture in una soluzione liquida, e poi spruzzare la soluzione su un substrato di vetro o plastica per creare una cella solare. Finora, gli scienziati non hanno ancora dimostrato che le celle solari risultanti possono trasformare la luce in energia elettrica.

Rispetto alle tradizionali celle solari, quelli fatti da piante potrebbero avere diversi potenziali vantaggi. Ad esempio, non richiedono l'uso di sostanze chimiche tossiche, sono biodegradabili, e sono poco costosi da produrre. D'altra parte, le celle solari a base biologica avrebbero probabilmente una vita più breve rispetto alle celle solari al silicio.

Oltre all'uso del tabacco, i ricercatori hanno anche dimostrato come manipolare E. coli batteri per la produzione di strutture cromoforiche. In questo caso, i ricercatori non hanno usato un virus, ma ha modificato direttamente i batteri.

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