Un equipo de investigación liderado por el profesor asistente Shogo Mori y el profesor Susumu Saito de la Universidad de Nagoya ha desarrollado una innovadora técnica de fotosíntesis artificial. Este método utiliza la energía solar y el agua para producir compuestos orgánicos valiosos, incluidos materiales farmacéuticos, a partir de desechos orgánicos. Este avance representa un paso significativo hacia la sostenibilidad en la producción de energía y productos químicos.
Los hallazgos, que se publicaron en Nature Communications, han sido calificados como un cambio de paradigma en el ámbito de la fotosíntesis artificial. Según Saito, la fotosíntesis artificial imita la forma en que las plantas convierten la luz solar, el agua y el dióxido de carbono en glucosa rica en energía. Sin embargo, en este proceso, no se generan productos de desecho; en su lugar, solo se crean energía y compuestos químicos útiles.
Método APOS: Un avance hacia la sostenibilidad
La técnica, denominada fotosíntesis artificial dirigida hacia la síntesis orgánica (APOS), cumple con todos los criterios establecidos para la fotosíntesis artificial. Utiliza materia orgánica y agua como materias primas en la reacción, lo que abre nuevas posibilidades en el campo. «La clave del éxito de APOS radica en los efectos cooperativos de dos tipos de fotocatalizadores semiconductores inorgánicos», explicó Saito. Estos catalizadores promueven la descomposición de los desechos orgánicos y del agua mediante un proceso de división del agua, lo que permite la síntesis de compuestos orgánicos útiles y la producción de hidrógeno ‘verde’.
Los investigadores han descrito una serie de aplicaciones prácticas para su descubrimiento. En sus experimentos, utilizaron diferentes materias orgánicas para sintetizar más de 25 productos distintos de alcoholes y éteres que contienen una amplia gama de grupos funcionales, incluyendo un análogo de un antidepresivo y un medicamento para la fiebre del heno. Además, la técnica permite la modificación de materiales orgánicos, como se demostró al modificar un fármaco utilizado para tratar niveles elevados de lípidos en sangre.
«Nuestra técnica de vanguardia podría producir materiales de carbono útiles sin generar dióxido de carbono ni residuos», afirmó Saito. Un ejemplo de esto es el uso de acetonitrilo en el experimento como materia prima. El acetonitrilo es un subproducto generado durante la producción industrial masiva de polímeros y nanofibras de carbono, y su utilización en APOS permite convertirlo en un producto valioso, lo que podría contribuir a la reducción de residuos.
Este trabajo de investigación marca el inicio de un nuevo campo de la fotosíntesis artificial para la síntesis orgánica. Los resultados son prometedores y se espera que contribuyan a la producción sostenible de productos químicos médicos y agrícolas que utilicen energía y recursos renovables, como la luz solar y el agua.
