12 gennaio 2010 - Da tempo gli scienziati studiano il fenomeno della fotosintesi clorofilliana nella speranza di carpirne i segreti. Grazie a un’evoluzione avvenuta nel corso di milioni di anni le foglie sono diventati organi estremamente efficienti nel catturare la luce del sole e utilizzarla per produrre cibo per il nutrimento della pianta.

Riuscire a comprendere il funzionamento delle foglie può aiutare dunque gli scienziati a sviluppare sistemi molto più efficienti per la trasformazione della luce solare in energia elettrica. Oppure, a vincere l’altra sfida tecnologica del nostro tempo: produrre grandi quantità di idrogeno attraverso processi poco dispendiosi da un punto di vista energetico e poco impattanti sull’ambiente.  

A questo obiettivo stanno lavorando molte équipe di scienziati in tutto il mondo, tra cui quelli della cinese Shanghai Jiao Tong University, Cina, che ha annunciato nei giorni scorsi di aver creato una foglia artificiale in grado di assorbire la luce per dividere le molecole dell'acqua e produrre idrogeno attraverso un processo che si ispira alla fotosintesi clorofilliana.

La novità del loro approccio – spiegano gli scienziati – consiste nell'essersi concentrati soprattutto sulla struttura delle foglie provando a replicare la loro elaborata architettura. Il fitto reticolato di nervature delle foglie è un elemento chiave, secondo Tongxiang Fan, uno dei ricercatori che ha partecipato allo studio, per capire il funzionamento della fotosintesi, e per potere così realizzare una fabbrica in miniatura di idrogeno. Fan e colleghi hanno utilizzato come modello le foglie dell'Anemone vitifolia.

Sono state essiccate e portate a una temperatura di 500 gradi per bruciare la maggior parte del materiale vegetale: è stata così ottenuta un’intelaiatura cristallizzata di biossido di titanio, materiale comunemente utilizzato per aumentare l’efficienza delle celle solari, che nelle foglie funziona come catalizzatore per le molecole che dividono l’acqua.

La struttura della foglia è stata così replicata nei minimi dettagli, compresi i tilacoidi, strutture di spessore pari a circa 10 nanometri che aumentano la superficie di assorbimento della luce, necessaria per la fotosintesi.

Grazie a queste caratteristiche, - sostengono i ricercatori - le foglie artificiali sono in grado di assorbire una quantità di luce molto maggiore rispetto ai materiali al biossido di titanio normalmente disponibili in commercio. Luce che poi viene utilizzata, come accade nella fotosintesi, per scindere le molecole di acqua e produrre idrogeno. (Info sulla ricerca)