ENPHOT - Meccanismi di efficienza fotosintetica sia in ambiente naturale che artificiale (DBA.AD006.062)

Area tematica

Scienze bio-agroalimentari

Area progettuale

Struttura responsabile del progetto di ricerca

Istituto di biologia e biotecnologia agraria (IBBA)

Responsabile di progetto

STEFANO SANTABARBARA
Telefono: 02 23699444
E-mail: stefano.santabarbara@cnr.it

Abstract

La fotosintesi è il processo mediante il quale la luce solare è convertita in potenziale chimico, utilizzabile dagli organismi, e rappresenta pertanto il sito primario si produzione energetica nella biosfera. In condizioni ottimali le relazioni di foto-conversione fotosintetica procedono con una resa quantica estremamente elevata (80-99%). Lo studio di questi sistemi biologici può quindi rappresentate un paradigma utile per l'implementazione di materiali e strategie che li imitino per applicazioni fotovoltaiche e fotocatalitiche. In condizioni naturali, a causa di variabilità e fluttuazioni, la resa fotosintetica è generalmente più bassa di quella ottimale e questo può portare a una riduzione della produttività. Lo studio dei processi, come la raccolta della luce e il controllo dell'efficienza di raccolta, potrebbe quindi portare ad un miglioramento della produttività delle colture ed essere quindi vantaggioso dal punto di vista sociale. Il progetto "Enhancing Photosynthesis" si propone studiare i meccanismi fondamentali di conversione dei fotoni nei fotosistemi con l'obiettivo di trasferire alcune delle loro caratteristiche in sistemi bio-mimetici artificiali.

Obiettivi

Il progetto lo studio dei meccanismi molecolari di assorbimento, conversione e trasferimento di elettroni fotosintetico attraverso lo sviluppo di una piattaforma spettroscopica (ottica) per lo studio dei processi fotosintetici sia in(super)complessi clorofilla-proteina isolati, sia in sistemi fotosintetici intatti così come in sistemi di sintetesi artificiali (anche allo stato solido). La strumentazione coprirà oltre ad un ampio intervallo temporale (dai femto- ai millisecondi) anche una ambia banda spettrale (dal vicino UV al vicino IR). Questa piattaforma sarà basata sia su strumentazioni già esistenti presso il CNR Milano (sia al Politecnico di Milano), le cui caratteristiche saranno sostanzialmente estese/implementate per renderle adatte allo studio di campioni molto diversificati e complicati da analizzare a causa dell'elevata dispersione della luce che presentano. E' fine del progetto rendere questo "hub" spettroscopico aperto che rappresenti una struttura di duratura che possa aggregare e promuovere la ricerca in fotosintesi e su argomenti strettamente correlati, a livello regionale, nazionale e internazionale.

Data inizio attività

30/11/2021

Parole chiave

efficienza, fotosintetica, trasporto di elettroni

Ultimo aggiornamento: 25/06/2025