Uso de proteína do cloroplasto permitiu obter energia de forma parecida com a fotossíntese
Imagine ligar lap tops e telefones celulares por meio de um dispositivo eletrônico feito de espinafre. Pode parecer impossível, mas pesquisadores do MIT (Massachusetts Institute of Technology) já conseguiram desenvolver o “sanduíche de espinafre”, que permite converter, como as plantas, a luz do sol em energia.
No coração do aplicativo existe uma proteína chamada Fotosistema I (PSI). Derivada dos cloroplastos do espinafre, a PSI tem cerca de 10 a 20 nanômetros de largura. Cerca de 100 mil PSI equivalem ao tamanho da cabeça de um alfinete. “Eles são os menores circuitos eletrônicos que eu já conheci”, diz o pesquisador Marc A. Baldo, professor assistente da área de ciência e engenharia Eletrônica no MIT.
A PSI consegue exercer sua atividade junto ao dispositivo eletrônico sem utilizar água, graças a uma solução especial denominada “detergente peptídico”. Ela foi desenvolvida pelo pesquisador Shuguang Zhang, diretor associado do Centro de Engenharia Biomédica do MIT.
Utilizando essa solução, foi possível estabilizar os complexos de proteína num ambiente seco por no mínimo três semanas. “O detergente peptídico é um maravilhoso material que permite manter as proteínas intactas na superfície dos eletrônicos”, diz Zhang. Ele especula que o material detergente detém água em seu interior, como as sementes das plantas que acumulam óleo e mantêm sua atividade em condições secas.
“Nós atravessamos a primeira barreira ao conseguir integrar com sucesso a proteína molecular fotossintética a um aplicativo eletrônico”, disse Baldo.
Os pesquisadores plantaram espinafres simples e os purificaram numa centrífuga para isolar a proteína da célula. O resultado foi que as bolinhas verdes escuras que tinham cheiro de grama cortada foram ainda purificadas e colocadas num estado de água solúvel. Um dos desafios foi manter as proteínas na mesma configuração na qual elas apareciam naturalmente no organismo.
Com isso, as proteínas se fragmentaram e derivaram diversos tipos de peptídeos. A partir daí, nanomateriais foram desenhados, e se tornaram os principais agentes do “detergente peptídico”, responsáveis em manter a proteína PSI funcionando numa superfície dura e fria, como o dispositivo eletrônico.
A escolha do espinafre nessa pesquisa deve-se ao fato de ele ser extremamente eficiente em liberar energia de acordo com seu tamanho e peso. Mas combinar materiais biológicos e não biológicos num aplicativo já preocuparam muitos pesquisadores no passado, pois materiais biológicos precisam de água e sal, ambos mortais para a sobrevivência dos eletrônicos.
Além de Baldo, colaboraram com a pesquisa outros pesquisadores do MIT, a Universidade do Tenessee e o Laboratório norte-americano de Pesquisa Naval, incluindo engenheiros elétricos e biomédicos, especialistas em nanotecnologia e biólogos. O trabalho foi divulgado na NanoLetters, uma publicação da Sociedade Química Americana.
Os pesquisadores usaram uma luz a laser num aplicativo para criar uma excitação óptica, e então mediram o resultado. A maioria da excitação óptica passou através do aplicativo sem ser absorvida. Mas, em uma das luzes absorvida, foi possível converter 12% em energia.
Os pesquisadores esperam atingir uma força de conversão de 20% ou mais (o que representa uma força extremamente eficiente) ao criar múltiplas camadas de PSI ou juntá-las numa grossa superfície, como se fossem arranha-céus que concentram uma grande quantidade de área numa superfície espacial relativamente pequena. (Fabiana Pio)
