Uma folha semi-artificial, uma espécie de biorreactor alimentado por energia solar, imita a fotossíntese natural para produzir substâncias químicas valiosas de forma sustentável. A grande inovação está no facto de esta célula ser híbrida, combinando semicondutores orgânicos e enzimas para converter dióxido de carbono (CO₂) e luz solar em formiato com elevada eficiência. Esta composição confere-lhe durabilidade, além de ser totalmente não tóxica e de funcionar sem combustíveis fósseis, abrindo caminho para uma indústria química mais ecológica. O formiato, que pode ser de sódio ou de cálcio, é um composto versátil com aplicações diversas: desde promotor de aderência no cimento e agente de branqueamento de tecidos até aditivo alimentar e intermediário químico para a produção de outros materiais. É a primeira vez que semi-condutores orgânicos são utilizados como componentes de captação de luz, dando origem a um sistema bio-híbrido e abrindo portas a uma nova geração de folhas artificiais sustentáveis. “Se quisermos construir uma economia circular e sustentável, a indústria química é um dos grandes e complexos desafios que temos de enfrentar,” afirmou o professor Erwin Reisner, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido. “Precisamos de encontrar formas de descarbonizar este sector crucial, responsável por tantos produtos de que todos necessitamos. É uma grande oportunidade, se conseguirmos fazê-lo correctamente.” É a primeira vez que semi-condutores orgânicos são utilizados como componentes de captação de luz, dando origem a um sistema bio-híbrido e abrindo portas a uma nova geração de folhas artificiais sustentáveis ​​A indústria química é actualmente responsável por cerca de 6% das emissões globais de carbono. Folha semi-artificial A inovação consiste num dispositivo híbrido que combina polímeros orgânicos fotossensíveis e enzimas bacterianas para transformar luz solar, água e dióxido de carbono em formiato. O uso de componentes orgânicos — à base de carbono e azoto — levou a equipa a designar o dispositivo como “folha semi-artificial”. O objectivo é replicar a fotossíntese natural, que transforma luz solar em energia sem necessidade de fontes energéticas externas. Ao contrário de modelos anteriores, dependentes de materiais tóxicos ou instáveis, esta nova folha bio-híbrida utiliza substâncias não tóxicas, opera com maior eficiência e mantém estabilidade sem aditivos suplementares. Os investigadores também resolveram um problema antigo: a maioria das folhas artificiais necessita de aditivos químicos, chamados tampões, para manter as enzimas activas — porém, estes degradam-se rapidamente e reduzem a durabilidade do sistema. Ao incorporar uma enzima auxiliar, a anidrase carbónica, numa estrutura porosa de titânia (óxido de titânio), os cientistas conseguiram que a folha funcionasse em simples solução de bicarbonato — semelhante a água gaseificada — sem aditivos nocivos. Nos testes iniciais, a equipa utilizou luz solar para converter dióxido de carbono em formiato e, em seguida, aplicou o produto numa reacção em cadeia para sintetizar um composto de elevado valor usado na indústria farmacêutica, obtendo alto rendimento e pureza Testes e desenvolvimentos futuros Nos testes iniciais, a equipa utilizou luz solar para converter dióxido de carbono em formiato e, em seguida, aplicou o produto numa reacção em cadeia para sintetizar um composto de elevado valor usado na indústria farmacêutica, obtendo alto rendimento e pureza. Os investigadores pretendem agora optimizar o design do dispositivo, prolongando a sua vida útil e adaptando-o para produzir diferentes tipos de compostos químicos. “Demonstrámos que é possível criar dispositivos movidos a energia solar que sejam não só eficientes e duradouros, mas também livres de componentes tóxicos ou insustentáveis,” afirmou Reisner. “Esta pode tornar-se uma plataforma fundamental para a produção de combustíveis e produtos químicos verdes no futuro — uma oportunidade real para desenvolver investigação química inovadora e relevante.”