Piezoelektromosság vírusokkal

Amerikai tudósok kifejlesztettek egy módszert, ami vírusok közreműködésével fejleszt elektromosságot.

A kutatók megépítettek egy bélyeg méretű elektródával felszerelt generátort, amiben egy speciálisan megalkotott vírusok parányi hártyáját helyeztek el. Ha ujjukkal nyomást fejtettek ki az elektródára, a vírusok a mechanikus energiát elektromossággá alakították. Az ilyen anyagokat, amik mechanikus energiát elektromossá alakítanak, piezoelektromosnak nevezik. A kaliforniai csapat munkájáról a Nature Nanotechnology szaklap számolt be.

"További kutatásokra van szükség, azonban munkánk egy ígéretes kezdő lépés a személyi energiagenerátorok, a nano-eszközökben alkalmazható aktuátorok és más vírus-elektronikán alapuló eszközök felé" - mondta dr. Seung-Wuk Lee, a kaliforniai Berkely Egyetem kutatója, a csapat tagja. A kutatásban alkalmazott vírus egy M13 baktériumölő vírus, úgynevezett bakteriofág volt, ami megtámadja a baktériumokat, az emberekre nézve azonban jóindulatú. A Berkely csapata genetikai módosítással négy negatív töltésű molekulát adott a vírust borító dugóhúzó alakú proteinek egyik végéhez. Ezek a plusz molekulák megnövelték a proteinek pozitív és negatív végei közötti töltéskülönbséget, felerősítve a vírus feszültségét.

A vírusok alkalmazása méretük mellett azért is előnyös ilyen feladatokra, mert egy szabályos hártyába rendezik önmagukat, ami biztosítja a generátor működését. Ez a tulajdonság, az "önrendezés", hatalmas előny a nanotechnológia világában. A tudósok a hártyák egymásra halmozásával fokozták a rendszer hatékonyságát. Méréseik alapján körülbelül 20 réteg szükséges a legerősebb piezoelektromos hatás eléréséhez.

A demonstrációhoz egy 1 négyzetcentiméteres többrétegű vírus-hártyát helyeztek két arany bevonatú elektróda közé, melyeket összekötöttek egy folyadékkristályos kijelzővel. Amikor nyomást fejtettek ki a generátorra, az egy átlagos elem feszültségének az egynegyedét tudta produkálni, ami elegendő volt egy szám felvillantásához a képernyőn.

Ez nem túl sok, dr. Lee azonban úgy véli még jelentős fejlesztéseket tudnak végrehajtani eszközükön. A kutatók szerint előrelépésük segíthet eljutni olyan parányi eszközökhöz, amik a mindennapi feladatokból, egy ajtó becsukásából, vagy a lépcsők megmászásából származó vibrációk energiáját alakítja elektromossággá.