Este modelo japonés de fotosíntesis artificial permite producir productos farmacéuticos a partir de residuos orgánicos

Las plantas llevan millones de años dominando el arte de transformar la energía solar en algo útil. Gracias a la fotosíntesis, convierten agua y CO₂ en azúcares, alimentando todo el ecosistema terrestre y, de paso, regalándonos oxígeno.

Pero los humanos, que no nos conformamos con nada, queremos dar un paso más y copiar ese sistema para fabricar compuestos orgánicos sin necesidad de recurrir a fuentes de energía contaminantes.

La magia natural de la fotosíntesis

Antes de adentrarnos en la fotosíntesis artificial, recordemos brevemente cómo funciona la fotosíntesis en las plantas. Estas utilizan la luz solar para convertir el agua y el dióxido de carbono en glucosa y oxígeno.

Este proceso, que ocurre en los cloroplastos de las células vegetales, es fundamental para la vida en la Tierra, ya que proporciona oxígeno y sirve como base de la cadena alimentaria.

Imitando a la naturaleza: la fotosíntesis artificial

La fotosíntesis artificial busca replicar este proceso natural para producir combustibles y productos químicos de manera sostenible. Un artículo publicado por unos científicos japoneses en Nature Communications explora cómo se pueden diseñar sistemas de fotosíntesis artificial para la síntesis de compuestos orgánicos valiosos.

Aquí no estamos hablando solo de generar energía limpia como en las placas solares, sino de algo más sofisticado: catalizar reacciones orgánicas usando la luz. Imagina que, en lugar de necesitar calor o electricidad para fabricar un medicamento, lo hiciéramos con la energía del sol. Magia pura, pero con ciencia de la buena.

El truco está en los catalizadores

Para que todo esto funcione necesitamos materiales que hagan de "clorofila artificial" y absorban la luz solar. Ahí entran en juego los catalizadores semiconductores.

Cuando absorben fotones (luz), generan pares electrón-hueco que pueden participar en reacciones redox, o lo que es lo mismo, provocar cambios químicos sin que el catalizador se consuma en el proceso. Como un buen chef que no se come los ingredientes, pero los transforma en un plato delicioso.

Las aplicaciones: química limpia y eficiente

La gracia de este sistema es que permite sintetizar compuestos orgánicos esenciales de una forma mucho más limpia y eficiente. En lugar de usar energía procedente de combustibles fósiles o reacciones térmicas agresivas, podemos generar productos con luz solar y catalizadores inteligentes. ¡Y sin emisiones contaminantes!

Uno de los grandes retos de la química orgánica es la formación de enlaces carbono-carbono, fundamentales para construir moléculas complejas. Pues bien, los estudios demuestran que es posible hacerlo usando la fotosíntesis artificial. Esto significa que podríamos fabricar desde fármacos hasta materiales avanzados de manera sostenible. Haciendo ciencia de la naturaleza (otra vez).

Lo que falta: desafíos y futuro

No todo es color de rosa (o de clorofila). La eficiencia de estos sistemas aún deja mucho que desear en comparación con la fotosíntesis natural. Los catalizadores se degradan con el tiempo, las conversiones no son tan altas como se desearía y, por ahora, es difícil escalar el proceso a nivel industrial. Pero si algo nos ha enseñado la ciencia es que lo que hoy parece un sueño, mañana puede ser una realidad cotidiana.

No solo reduce nuestra dependencia de energías no renovables, sino que también nos permite fabricar productos con menos residuos y menos impacto ambiental. Aunque queda camino por recorrer, la ciencia sigue avanzando y, quién sabe, quizá en unos años podamos ver fábricas impulsadas por el sol, produciendo todo lo que necesitamos sin contaminar el planeta.

Así que, ya sabéis, cuando salgáis a tomar el sol, pensad que esa misma energía que os da vitamina D podría estar fabricando vuestro próximo medicamento o el material del coche que conduciréis en el futuro. ¡Cuando la ciencia mira a la naturaleza nunca dejará de sorprendernos!

Referencia de la noticia:

Mori, S., Hashimoto, R., Hisatomi, T. et al. Artificial photosynthesis directed toward organic synthesis. Nat Commun 16, 1797 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-56374-z