Біологи вичавили з вірусів електрику, фото Вести
Фахівці національної лабораторії Лоуренса в Берклі створили пристрій, який змушує віруси генерувати електрику. Розробникам довелося змінити частки, щоб вони працювали ефективніше.
Невеликий електрод розмірами не перевищує поштову марку, але здатний виробляти достатньо енергії для живлення мініатюрного дисплея. Постукуючи по пластині-електроду пальцем, дослідник змушує висвітлюватися на екрані цифру.
Живить дисплей плівка із спеціально сконструйованих вірусів. Віруси (змінені бактеріофаги M13) при постукуванні перетворять механічну енергію в електричну, як п'єзоелектричні матеріали. Дослідники з Берклі змінили бактеріофаги таким чином, щоб на одному з кінців білкової оболонки вірусів було чотири негативно заряджених молекули. Ці додаткові "хвости" збільшили різницю потенціалів між позитивними і негативними кінцями білків, забезпечуючи вироблення електричного струму при натисканні.
Відзначимо відразу, що бактеріофаги небезпечні для бактерій, але не для людини. При цьому вони відтворюють себе мільйонами копій протягом всього лише декількох годин. Тобто у інженерів завжди є достатній запас вихідної речовини для "батареї". Крім того, генетичний матеріал цих вірусів легко модифікується.
Віруси M13 вчені залучили для роботи і з іншої причини - частинки самоорганізуються, тобто мають здатність створювати впорядковані структури (плівки), які сприяють хорошій роботі електрода.
Щоб додатково підсилити вироблення струму, американські дослідники наклали шари з вірусних плівок один на одного. У статті, опублікованій в журналі Nature Nanotechnology, вони пишуть, що найкращими п'єзоелектричні властивості мав електрод, зібраний з 20 шарів.
У відеоролику нижче електрод площею один квадратний сантиметр, що представляє собою бутерброд з плівок і золотих контактів, живить рідкокристалічний дисплей. При додатку тиску генератор видає напругу 400 мілівольт. Цього достатньо, щоб на мініатюрному екрані з'явилася цифра 1.
В цілому ток незначний (близько 6 наноампер), але глава роботи доктор Сёнг-Вук Лі (Seung-Wuk Lee) сподівається, що в подальшому групі вдасться поліпшити пристрій, який поки є, скоріше, доказом працездатності принципу "вичавлювання енергії з вірусів".
"Потрібно більше досліджень, але наша робота - перший багатообіцяючий крок до створення персональних генераторів енергії, приводів для наноустройств і інших пристроїв, що використовують вірусне електрику", - говорить учений.
Швидше за все, такі мініатюрні генератори енергії збиратимуть електрику, використовуючи будь-які вібрації, наприклад, з'являються при закриванні дверей або підйомі людини по сходах.
Додамо, що група Лі не перший рік працює з вірусами, раніше ті ж бактеріофаги використовувалися для відновлення нервової тканини.
Читайте найважливіші та найцікавіші новини в нашому Telegram
джерело: Вести.Ru