Un grupo de científicos e investigadores de la Universidad de Purdue, liderado por la profesora de física Yulia Pushkar, analiza las proteínas de espinaca para crear una fotosíntesis artificial que produzca combustibles a partir de la luz solar. Están estudiando las proteínas de espinaca implicadas en la fotosíntesis, proceso por el cual la hoja verde de la planta convierte la energía del sol en hidratos de carbono con el cual se alimentan los procesos celulares.

"Las proteínas que estudiamos son parte del sistema más eficiente jamás construido, capaz de convertir la energía del sol en energía química con una inigualable eficiencia del 60 por ciento. La comprensión de este sistema es indispensable para la investigación de energías alternativas, con el objetivo último de poder crear una fotosíntesis artificial", dijo Pushkar. Durante la fotosíntesis las plantas utilizan la energía solar para convertir el dióxido de carbono y agua en carbohidratos, almacenando el oxígeno y el hidrógeno. Por tanto, una fotosíntesis artificial podría permitir la conversión de energía solar en combustibles renovables basados en hidrógeno.

El  complicado proceso consiste en extraer un complejo proteico (llamado Fotosistema II) de las espinacas. Durante dos días,en una sala especial creada para esta investigación, se mantienen las muestras de espinaca frías y a salvo de la luz. Tras extraer cuidadosamente  las proteínas , los científicos las excitan con un láser y registran los cambios experimentados por la configuración electrónica de sus moléculas.

"Estas proteínas requieren luz para trabajar, por lo que el láser actúa como el sol en este experimento", dice Pushkar. "Una vez que las proteínas comienzan a funcionar, utilizamos técnicas avanzadas como la resonancia paramagnética electrónica y espectroscopia de rayos X para observar la forma en la estructura electrónica de las moléculas cambia con el tiempo, a medida que realizan sus funciones".

Para descubrir con detalle los procesos moleculares que suceden, "el truco es utilizar el láser de rayos X más potente del mundo, el llamado LCLS, ubicado en el Laboratorio del Acelerador SLAC", en Stanford, California, según dijo Petra Fromme, profesora en la Universidad Estatal de Arizona  y que dirige la parte internacional del experimento.