{"id":24249,"date":"2013-12-02T00:01:49","date_gmt":"2013-12-02T00:01:49","guid":{"rendered":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/?p=24249"},"modified":"2013-12-02T10:53:02","modified_gmt":"2013-12-02T10:53:02","slug":"biocelula-hibrida-usa-materiais-biologicos-e-sinteticos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/site\/2013\/12\/02\/biocelula-hibrida-usa-materiais-biologicos-e-sinteticos\/","title":{"rendered":"Bioc\u00e9lula h\u00edbrida usa materiais biol\u00f3gicos e sint\u00e9ticos"},"content":{"rendered":"<p><em>A bioc\u00e9lula usa prote\u00ednas de uma bact\u00e9ria que sobrevive em condi\u00e7\u00f5es extremas. [Imagem: Tim Kothe et al.\/Angewandte Chemie]<\/p>\n<p><\/em>Embora os sucessos com a fotoss\u00edntese artificial estejam se acumulando, qu\u00edmicos alem\u00e3es queriam de fato aproveitar o que j\u00e1 est\u00e1 pronto na natureza. <\/p>\n<p>Eles ent\u00e3o incorporaram as duas prote\u00ednas dos fotossistemas 1 e 2, que as plantas usam para fazer a fotoss\u00edntese, em mol\u00e9culas sint\u00e9ticas desenvolvidas em laborat\u00f3rio. <\/p>\n<p>Tim Kothe e seus colegas da Universidade Ruhr em Bochum demonstraram que essa c\u00e9lula solar h\u00edbrida, meio sint\u00e9tica, meio natural, produz uma corrente el\u00e9trica com boa efici\u00eancia. <\/p>\n<p>Cianobact\u00e9rias <\/p>\n<p>Para criar um sistema mais robusto, que pudesse sobreviver bem ao Sol, os pesquisadores usaram fotossistemas n\u00e3o de plantas, mas de cianobact\u00e9rias termof\u00edlicas que se desenvolvem durante o escaldante ver\u00e3o japon\u00eas. <\/p>\n<p>Devido ao habitat e comportamento das bact\u00e9rias, seus fotossistemas mostraram-se muito mais est\u00e1veis do que as prote\u00ednas equivalentes de esp\u00e9cies que n\u00e3o ocorrem em condi\u00e7\u00f5es ambientais extremas. <\/p>\n<p>Na natureza, os fotossistemas 1 e 2 usam a energia do Sol para converter o di\u00f3xido de carbono em oxig\u00eanio e biomassa. <\/p>\n<p>Na bioc\u00e9lula solar, contudo, os pesquisadores usaram-nos para produzir eletricidade. <\/p>\n<p>Para isso, eles desenvolveram um hidrogel usando materiais condutores de eletricidade &#8211; s\u00e3o hidrog\u00e9is redox &#8211; a fim de conectar as bioc\u00e9lulas aos eletrodos que coletam a corrente de el\u00e9trons. <\/p>\n<p>Estrutura da c\u00e9lula solar de base biol\u00f3gica<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"550\" height=\"540\" alt=\"\" src=\"\/site\/userfiles\/biocelula_1.jpg\" \/><\/p>\n<p><em>Esquema de funcionamento da bioc\u00e9lula, que poder\u00e1 produzir eletricidade ou hidrog\u00eanio. [Imagem: Tim Kothe et al.\/Angewandte Chemie]&nbsp;<\/p>\n<p><\/em>A bioc\u00e9lula solar \u00e9 formada por duas c\u00e2maras. <\/p>\n<p>Na primeira, a prote\u00edna do fotossistema 2 extrai el\u00e9trons das mol\u00e9culas de \u00e1gua, gerando oxig\u00eanio. Os el\u00e9trons migram atrav\u00e9s do hidrogel redox at\u00e9 o primeiro eletrodo, que \u00e9 conectado ao eletrodo da segunda c\u00e2mara. <\/p>\n<p>O eletrodo na segunda c\u00e2mara leva os el\u00e9trons atrav\u00e9s de um hidrogel redox diferente at\u00e9 o fotossistema 1. L\u00e1, os el\u00e9trons s\u00e3o passados para o oxig\u00eanio, gerando novamente \u00e1gua. <\/p>\n<p>Os hidrog\u00e9is redox s\u00e3o diferentes nas duas c\u00e2maras para que haja uma diferen\u00e7a de potencial entre os dois eletrodos, essencial para que a c\u00e9lula solar funcione. <\/p>\n<p>Os fotossistemas fazem tudo isso apenas quando s\u00e3o &#8220;alimentados&#8221; por energia luminosa. Assim, quando s\u00e3o expostos \u00e0 luz solar, gera-se um fluxo cont\u00ednuo de eletricidade nesse sistema fechado. <\/p>\n<p>Gera\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio <\/p>\n<p>O prot\u00f3tipo gerou apenas alguns nanowatts de eletricidade por cent\u00edmetro quadrado, mas representa uma demonstra\u00e7\u00e3o de conceito interessante para futuros desenvolvimentos. <\/p>\n<p>&#8220;O sistema pode ser considerado um diagrama esquem\u00e1tico para o desenvolvimento de c\u00e9lulas semi-artificiais e naturais, nas quais fotoss\u00edntese \u00e9 usada na produ\u00e7\u00e3o induzida pela luz de portadores de energia alternativos, como o hidrog\u00eanio,&#8221; prop\u00f5e o professor Matthias R\u00f6gner. <\/p>\n<p><em>Bibliografia: <\/p>\n<p>Combination of A Photosystem 1-Based Photocathode and a Photosystem 2-Based Photoanode to a Z-Scheme Mimic for Biophotovoltaic Applications <br \/>\nTim Kothe, Nicolas Plumer\u00e9, Adrian Badura, Marc M. Nowaczyk, Dmitrii A. Guschin, Matthias R\u00f6gner, Wolfgang Schuhmann <br \/>\nVol.: Article first published online <br \/>\nDOI: 10.1002\/anie.201303671 <br \/>\nShare on twitter TwitterShare on facebook FacebookShare on orkut OrkutShare on myspace MySpaceShare on digg DiggShare on blogger Blogg<\/em><\/p>\n<p><b>Autor: Inova\u00e7\u00e3o Tecnol\u00f3gica<\/b><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>A bioc\u00e9lula usa prote\u00ednas de uma bact\u00e9ria que sobrevive em condi\u00e7\u00f5es extremas. [Imagem: Tim Kothe et al.\/Angewandte Chemie] Embora os sucessos com a fotoss\u00edntese artificial estejam se acumulando, qu\u00edmicos alem\u00e3es queriam de fato aproveitar o que j\u00e1 est\u00e1 pronto na natureza. 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