Американские нанотехнологи разработали устройство, вырабатывающее электрический ток благодаря механической деформации множества частиц вирусов.
Группа физиков под руководством Сын-вук Ли из университета штата Калифорния в Беркли обратила внимание на то, что частицы безвредного для человека вируса-бактериофага М13 обладают особой структурой, способствующей появлению пьезоэффекта, пишет РИА Новости. Пьезоэффект – это феномен возникновения электрического тока при сжатии или механической деформации определенных материалов.
Как объясняют ученые, белковая оболочка вируса построена таким образом, что при механической деформации на ее поверхности возникает так называемый дипольный момент – асимметрия распределения положительных и отрицательных зарядов. «Перекос» в концентрации разных носителей зарядов приводит к появлению электрического тока в проводнике, подключенном к разным концам пьезоэлектрика.
Ученые отлили тонкую пленку из раствора частиц вирусов, высушили ее и проверили ее пьезоэлектрические свойства. Эксперимент подтвердил, что частицы бактериофага М13 способны участвовать в пьезоэффекте.
Ли и его коллеги не были довольны силой тока, который вырабатывался при деформации вирусной пленки, и поэтому они решили улучшить ее свойства, модифицировав геном бактериофага.
Для этого исследователи «отредактировали» несколько участков в гене, отвечающем за сборку белковых компонентов оболочки вируса, и добавили в белок несколько аминокислотных хвостов с частично отрицательным зарядом. Добавление дополнительных аминокислот повысило разницу между положительным и отрицательным полюсами диполя, что улучшило пьезоэлектрические свойства вирусной пленки. Убедившись в достаточной эффективности нового штамма вируса, ученые собрали экспериментальный генератор электричества. Для этого они вырастили множество вирусных частиц и отлили 20 отдельных пленок, которые они наложили друг на друга и соединили при помощи электродов.
По словам Ли и его коллег, сжатие данной пленки вырабатывает достаточное количество электричества для включения жидкокристаллического дисплея и изображения на нем цифры «один» в течение нескольких секунд. Как утверждают исследователи, пленка вырабатывала ток напряжением в 400 милливольт и силой в 6 наноампер.
Физики полагают, что подобные пленки могут быть интегрированы в одежду или обувь и послужат источником питания или зарядки для мобильной электроники. Однако для этого потребуется многократное улучшение пьезоэлектрических свойств разработанной пленки.
По материалам: focus.ua
Май 17th, 2012 
admin 
