Вчені: віруси для перетворення кроків людини в електрику
Кожен наш крок може виробляти електроенергію завдяки новому, тонкому, немов папір, генератору, який використовує механічну енергію кроків. Поки що подібні генератори здатні створити таку кількість енергії, якої вистачить, наприклад, для запуску невеликих ЖК-панелей (для порівняння - це майже четверту частину енергії батарейки моделі ААА). Вони можуть працювати в лабораторних умовах простим натисканням пальця на електрод.
Головне в цьому досягненні то, що це перший в світі "живий" генератор, який використовує інженерні віруси і перетворює силу в електрику. У майбутньому він може бути використаний для харчування всього: від портативної електроніки, такий як телефони, до систем освітлення, які зможуть працювати від аналогічних панелей, розташованих усередині дверей.
Ця технологія нешкідливих вірусів, вбудованих для вироблення енергії, успішно впроваджується в лабораторіях. вчені з Національної лабораторії Лоуренса в Берклі при департаменті енергетики США (U.S. Department of Energy`s Lawrence Berkeley National Laboratory) провели експерименти, створивши генератор, який виробляє достатньо струму для роботи невеликого рідкокристалічного дисплея.
Генератор працює натисканням пальця на покритий спеціально обладнаним вірусом електрод розміром з поштову марку. Вірус перетворює силу натискання в електричний заряд.
Цей генератор є першим у своєму роді - він виробляє електроенергію шляхом використання п`єзоелектричних властивостей біологічного матеріалу. П`єзоелектрика - це здатність речовини при зміні форми продукувати електричну силу.
Розвиток подібних технологій може призвести до створення крихітних пристроїв, які збирають електроенергію від повсякденно здійснюваних нами дій, таких як закриття дверей або підйоми по сходах. Також це вказує на більш простий спосіб створення мікроелектронних пристроїв. Відбувається це тому, що віруси шикуються в впорядковану структуру, яка дозволяє генератору працювати. Самоорганізація є великим плюсом для вибагливого світу нанотехнологій.
Вчені описують свою роботу в онлайн-публікації в журналі Nature Nanotechnology.
"Необхідні додаткові дослідження, але наша робота є багатообіцяючим першим кроком до розвитку особистих електрогенераторів та інших пристроїв на основі вірусної електроніки", - відзначає один авторів дослідження Сін-Вак Лі (Seung-Wuk Lee).
використовуваний вченими бактеріофаг M13 тільки атакує бактерії і безпечний для людей. Будучи вірусом, він відтворює себе мільйони разів протягом декількох годин.
Вчені виявили, що, наклавши кілька шарів цього вірусу друг на друга (близько 20), можна отримати сильний п`єзоелектричний ефект. Потім вони виготовили на базі вірусів п`єзоелектричний генератор енергії. Так, вони створили умови для того, щоб спонтанні генетично модифіковані віруси могли організовуватися в багатошарову плівку, розміром близько одного квадратного сантиметра. Цю плівку розташували між двома позолоченими електродами, які були з`єднані з рідкокристалічним дисплеєм. Коли до генератора подається тиск, він виробляє до шести наноампер поточної і 400 мілівольт потенційної енергії.
"Ми зараз працюємо над тим, щоб поліпшити цей показник, - підкреслює Лі. - Оскільки інструменти біотехнології дозволяють виробляти генетично модифіковані віруси у великій кількості, п`єзоелектричні матеріали на їх основі можуть в майбутньому запропонувати простий шлях до нової мікроелектроніці".
