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BE Italie 109  >>  6/12/2012

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Biologie
La photosynthèse améliorée par un système hybride

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/71638.htm

Des chercheurs de l'Institut pour les procédés physico-chimiques du Conseil national des recherches (Cnr-Ipcf) de Bari ont développé une nouvelle approche dans le domaine de la conversion de la lumière solaire en énergie, et ont créé un système hybride constitué de composants naturels et de structures moléculaires synthétiques, qui pourrait permettre de mieux capter et utiliser l'énergie solaire. Cette étude a été publiée dans la revue Angewandte Chemie.

"Nous avons associé le coeur de l'appareil photosynthétique d'une bactérie avec une molécule synthétique capable d'absorber la lumière de manière efficace, renforçant ainsi l'efficacité du système naturel", explique Massimo Trotta du Cnr-Ipcf. "Dans tous les organismes naturels qui trouvent dans la photosynthèse une source d'alimentation, l'organisation fonctionnelle de l'appareil est la même : des complexes de protéines et de pigments capturent la lumière comme une antenne et la guident vers un centre de réaction, où l'énergie est convertie en paires de charges opposées : un électron chargé négativement est séparé de la molécule initiale, provoquant la formation d'une lacune chargée positivement". Mais pour pouvoir utiliser cet état excité, il faut qu'il soit maintenu suffisamment longtemps. "Des systèmes totalement synthétiques capturant efficacement la lumière ont été développés, mais le temps de vie des états à charges séparées est de l'ordre de quelques millisecondes. Pour s'affranchir de cette limitation, dans les systèmes hybrides on utilise conjointement un photo-convertisseur naturel et un absorbeur artificiel de lumière : jusqu'à présent on utilisait des quantum dots, des nanostructures réalisées à base de matériaux semi-conducteurs", poursuit Francesco Milano, co-auteur de l'étude.

L'équipe de recherche de Bari, a elle, au contraire, employé comme antenne artificielle un absorbeur de molécules créé pour l'occasion et possédant de nombreux avantages par rapport aux quantums dots. "Ce nouvel absorbeur moléculaire contient des composés organiques qui lui permettent de moduler très précisément ses propriétés photosynthétiques et électroniques", explique Angela Agostiano et Gianluca M. Farinola de l'Université de Bari qui ont également collaboré au projet. "La forme et la flexibilité moléculaire peuvent de cette façon être contrôlées de manière à ce que l'antenne artificielle n'altère pas la réaction naturelle et qu'elle soit insérée dans le centre de réaction des sites désirés, afin de maximiser l'efficacité".

Les chercheurs de l'Ipcf ont réussi à synchroniser l'antenne moléculaire qu'ils ont conçue avec le centre de réaction de la bactérie pourpre "Rhodobacter sphaeroides R26". "Ceci permet d'améliorer l'activité du micro-organisme, qui va pouvoir capter un spectre lumineux solaire qui n'est pas absorbé par le système biologique originel. Ainsi, comme le démontre cette étude, il est possible de créer des complexes hybrides organo-biologiques qui dans des conditions adéquates sont plus performants que le système naturel", conclut Massimo Trotta.

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Pour en savoir plus, contacts :

Institut pour les procédés physico-chimiques : http://www.ipcf.cnr.it/

Code brève
ADIT :
71638

Sources :

Cnr: http://www.cnr.it

Rédacteurs :

Frederick Martin

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Origine :

BE Italie numéro 109 (6/12/2012) - Ambassade de France en Italie / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/71638.htm
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