Наука Ученые в Соединенных Штатах разработали способ использования энергии вирусов, которые поедают бактерии, для того чтобы с помощью этой энергии заряжать мобильные телефоны. Команда исследователей из Калифорнийского университета, Беркли, научилась генерировать электричество из вируса, известного как М13 бактериофаг.
Оказывается, этот вирус обладает свойством, известным как пьезоэлектричество. Это значит, что М13 бактериофаг способен трансформировать механическую энергию в электрическую. Ученые уверены, что их открытие в один прекрасный день будет использовано для того, чтобы, к примеру, заряжать мобильные телефоны, когда человек просто гуляет. Также появляется возможность найти замену токсичным пьезоэлектрическим элементам, которые активно используются в мобильных телефонах.
На случай, если вы не знали, большинство микрофонов мобильных телефонов работают именно на пьезоэлектричестве, так как они должны конвертировать энергию из звуковых волн в электрическую мощность. Затем она может быть передана, чтобы после этого вновь превратиться в звуковые волны в динамике телефона другого абонента. И вот, как объясняет биоинженер Сьюнг-Вук Ли, именно эти пьезоэлектрические элементы изготавливаются из тяжелых и токсичных металлов, таких как свинец или кадмий.
Как оказалось, многие биомолекулы, такие как белки и нуклеиновые кислоты, также обладают свойствами пьезоэлектрика. М13 бактериофаг обладает свойством генерировать электричество, когда он находится в сжатом состоянии, при этом никакой токсичности, как при использовании традиционных элементов. Ли с коллегами обнаружил, что если придать М13 форму узкого пучка, то такой вирус имеет потенциальную возможность стать отличным источником энергии, и при этом не представляет никакой опасности для человека.
Подобный источник отличается дешевизной и может быть легко изготовлен в простых лабораторных условиях, так как ученые добывают триллионы бактерий с одной единственной колбы инфекционных бактерий. Форма для вируса в этом случае очень важна, так как именно такой формы вирус может быть вживлен в тонколистовой материал.
Для того чтобы улучшить генерирующие электричество свойства вируса, команда ученых под руководством Ли смогла изменить аминокислотный состав их внешнего белкового слоя, для чего исследователям понадобилось добавить четыре отрицательно заряженные молекулы глютамата. После этого ученые скрепили листы вируса вместе определенным образом, чтобы усилить пьезоэлектрический эффект.
Исследователи обнаружили, что когда они прикрепляли к одному квадратному сантиметру вирусной пленки электроды и нажимали жестко на один из них, пленка начинала вырабатывать электричество, которого было достаточно, чтобы запустить небольшой жидкокристаллический дисплей севшего телефона. Иными словами, на выходе удалось получить порядка четырехсот милливольт, что соответствует примерно четверти энергии обычной ААА батарейки. Ли уверен, что внедрение в жизнь биологического пьезоэлектричества уже не за горами.
