Wirusy M13 - nowe źródło energii elektrycznej?

Naukowcy z Lawrence Berkeley National Laboratory w Kalifornii wykorzystali wirusy do produkcji energii elektrycznej. Bezpieczne dla zdrowia wirusy przekształcają energię mechaniczną w elektryczną.

Być może już wkrótce futurystyczne plany mikroelektroniki staną się rzeczywistością.  Czy możliwe będzie więc np.ładowanie  telefonu komórkowego podczas spaceru, dzięki cienkiemu generatorowi wbudowanemu w podeszwę buta?

Wykorzystane w doświadczeniu wirusy to bezpieczne dla człowieka, atakujące bakterie bakteriofagi M13. Były one już wcześniej używane m. in. do tworzenia nowoczesnych elektrod.

M13 szybko się namnażają, tworząc charakterystycznie uporządkowane warstwy, które mają właściwości piezoelektryczne. Pod wpływem siły mechanicznej dochodzi w nich do rozdziału ładunku elektrycznego.

Naukowcy z Berkeley Lab zwiększyli także te własności, zmieniając białkową osłonkę wirusa. Dwadzieścia odpowiednio ułożonych warstw bakteriofagów umieścili potem między złotymi elektrodami o powierzchni centymetra kwadratowego. Elektrody zostały następnie podłączone do wyświetlacza ciekłokrystalicznego. Pod wpływem nacisku nanoogniwo w warunkach laboratoryjnych osiągnęło potencjał około 400 miliwoltów i wytworzyło prąd o natężeniu do 6 nanoamperów. Jest to wystarczająca ilośc do krótkotrwałego wyświetlenia cyfry na wyświetlaczu ciekłokrystalicznym.

Testy były możliwe dzięki skonstruowaniu generatora, który produkuje wystarczającą ilość prądu dla działania ciekłokrystalicznego wyświetlacza. Działa on po dotknięciu palcem elektrody wielkości znaczka pocztowego pokrytej wirusami.

Przy budowie wykorzystano piezoelektryczne właściwości materiały biologicznego. Pie­zo­e­lek­trycz­ność to zja­wi­sko gene­ro­wa­nia poten­cjału elek­trycz­nego przez niek­tóre krysz­tały pod­da­wane mecha­nicz­nemu ści­ska­niu lub roz­ciąga­niu.

Materiały odzyskujące energię elektryczną przy różnych formach ruchu to przyszłość. Do tej pory jednak wbudowanie ich w nasze ubrania czy buty nie było możliwe. Materiały piezoelektryczne są  kłopotliwe w obróbce i przede wszystkim często toksyczne. Wykorzystanie do ich wytwarzania łatwo dostępnych i bezpiecznych wirusów byłoby prawdziwym przełomem w mikroelektronice.  Być może dzięki tym badaniom będzie można wytwarzać energię wykorzystując codzienne czynności tj. zamykanie drzwi czy wchodzenie po schodach.

(ma)