Технологии Каждый наш шаг может производить электроэнергию благодаря новому, тонкому, словно бумага, генератору, который использует механическую энергию шагов. Пока что подобные генераторы способны создать такое количество энергии, которой хватит, например, для запуска небольших ЖК-панелей (для сравнения - это около четверти энергии батарейки модели ААА). Они могут работать в лабораторных условиях простым нажатием пальца на электрод.
Главное в этом достижении то, что это первый в мире "живой" генератор, использующий инженерные вирусы и преобразующий силу в электричество. В будущем он может быть использован для питания всего: от портативной электроники, такой как телефоны, до систем освещения, которые смогут работать от аналогичных панелей, расположенных внутри дверей.
Эта технология безвредных вирусов, встроенных для выработки энергии, успешно внедряется в лабораториях. Ученые из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли при департаменте энергетики США (U.S. Department of Energy's Lawrence Berkeley National Laboratory) провели эксперименты, создав генератор, который производит достаточно тока для работы небольшого жидкокристаллического дисплея.
Генератор работает нажатием пальца на покрытый специально оборудованным вирусом электрод размером с почтовую марку. Вирус преобразует силу нажатия в электрический заряд.
Этот генератор является первым в своем роде - он производит электроэнергию путем использования пьезоэлектрических свойств биологического материала. Пьезоэлектричество - это способность вещества при изменении формы продуцировать электрическую силу.
Развитие подобных технологий может привести к созданию крошечных устройств, собирающих электроэнергию от повседневно совершаемых нами действий, таких как закрытие дверей или подъемы по лестнице. Также это указывает на более простой способ создания микроэлектронных устройств. Происходит это потому, что вирусы выстраиваются в упорядоченную структуру, которая позволяет генератору работать. Самоорганизация является большим плюсом для привередливого мира нанотехнологий.
Ученые описывают свою работу в онлайн-публикации в журнале Nature Nanotechnology.
"Необходимы дополнительные исследования, но наша работа является многообещающим первым шагом к развитию личных электрогенераторов и других устройств на основе вирусной электроники", - отмечает один авторов исследования Син-Вак Ли (Seung-Wuk Lee).
Используемый учеными бактериофаг M13 только атакует бактерии и безопасен для людей. Будучи вирусом, он воспроизводит себя миллионы раз в течение нескольких часов.
Ученые обнаружили, что, наложив несколько слоев этого вируса друг на друга (около 20), можно получить сильный пьезоэлектрический эффект. Затем они изготовили на базе вирусов пьезоэлектрический генератор энергии. Так, они создали условия для того, чтобы спонтанные генетически модифицированные вирусы могли организовываться в многослойную пленку, размером около одного квадратного сантиметра. Эту пленку расположили между двумя позолоченными электродами, которые были соединены с жидкокристаллическим дисплеем. Когда к генератору подается давление, он производит до шести наноамперов текущей и 400 милливольт потенциальной энергии.
"Мы сейчас работаем над тем, чтобы улучшить этот показатель, - подчеркивает Ли. - Поскольку инструменты биотехнологии позволяют производить генетически модифицированные вирусы в большом количестве, пьезоэлектрические материалы на их основе могут в будущем предложить простой путь к новой микроэлектронике".
