Gli spinaci nell’immaginario collettivo sono associati alla forza fisica. Tutto merito della figura di Braccio di Ferro, il forzuto marinaio che ne trangugia intere scatole prima di ogni impresa eroica. Secondo un recente studio pubblicato sulla rivista scientifica Nature, gli spinaci potrebbero realmente rappresentare una fonte di energia alternativa molto potente.

La ricerca, condotta da un’équipe di fisici della Purdue University, si è concentrata sulle proteine degli spinaci coinvolte nel processo di fotosintesi. I complessi proteici vegetali riescono a convertire la luce solare in carboidrati, riuscendo così a soddisfare il fabbisogno energetico delle cellule. Come ha illustrato una delle autrici della ricerca, la professoressa Yulia Pushkar:

Le proteine ​​che stiamo studiando fanno parte del sistema energetico più efficiente mai costruito, in grado di convertire l’energia del Sole in energia chimica con un’efficienza impareggiabile, pari al 60%. Capire come funziona questo processo è indispensabile per riuscire a ricavare una fonte di energia alternativa dalla fotosintesi artificiale.

Nel processo di fotosintesi le piante impiegano l’energia solare per convertire l’anidride carbonica e l’acqua in carboidrati e ossigeno capaci di stoccare l’idrogeno. Similmente, la fotosintesi artificiale permetterebbe la conversione dell’energia solare in energia rinnovabile a base di idrogeno, completamente ecocompatibile e in grado di essere impiegata come carburante. Al posto della luce solare, le proteine degli spinaci sono state sollecitate per scatenarne la reazione chimica mediante la luce laser:

Queste proteine ​​hanno bisogno di luce per lavorare, in questo esperimento il laser agisce come il Sole, spiega Pushkar. Una volta che le proteine ​​iniziano a lavorare, usiamo tecniche avanzate come la risonanza paramagnetica elettronica e la spettroscopia a raggi X per osservare come cambia la struttura elettronica delle molecole nel momento in cui svolgono le loro funzioni.

Il meccanismo fotosintetico divide le molecole dell’acqua in ossigeno, protoni ed elettroni. Durante questo processo, una porzione del complesso proteico, nota come complesso evolvente ossigeno, attraversa cinque stadi, portando all’estrazione di quattro elettroni.

Grazie a una nuova rivoluzionaria tecnica, nota come cristallografia a femtosecondi, è stato possibile per i fisici osservare ad alta risoluzione cosa accadeva durante il primo e il terzo stadio del processo. In questo modo si è aperta la strada alla comprensione dei fenomeni molecolari dei vegetali e alla loro replicazione in laboratorio per la generazione di energia pulita.

25 luglio 2014
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