Американські вчені розробили новий пристрій, що виробляє електричний струм за допомогою механічної деформації величезної кількості вірусів, і представили інформацію щодо збирання такого джерела електроенергії у виданні Nature Nanotechnology.

Група нанотехнологів на чолі з Сін-Вук Лі ( Seung-Wuk Lee), фізиком з університету штату Каліфорнія у Берклі, помітила, що частинки вірусу-бактеріофага М13, який не є шкідливим для людського організму, мають незвичайну структуру, що сприяє виникненню п’єзоефекту (одержання електричного струму шляхом стиснення або механічної деформації матеріалів певного типу).

Як пояснюють вчені, оболонка вірусу білкового походження побудована таким чином, що за умови механічної деформації на її поверхні з'являється так званий дипольний момент, що являє собою асиметричний розподіл позитивних і негативних зарядів. Різниця у концентрації носіїв зарядів сприяє виникненню електричного струму у провіднику, що підключений до різних кінців п'єзоелектричного джерела.

Вчені створили тонку плівку з розчину численних вірусів і, попередньо висушивши, спробували визначити її п'єзоелектричні властивості. У результаті експерименту з'ясувалося, що частинки бактеріофага М13 можуть брати активну участь у п’єзоефекті.

Науково-дослідна група Лі не зупинилася на силі струму, що виробляється при деформації вірусної плівки, яка була досягнута у першому досліді. Тому вони вирішили вдосконалити її властивості, виконавши модифікацію геному бактеріофага.

Змінивши деякі ділянки у гені, відповідальному за нагромадження білкових компонентів в оболонці вірусу, фізики додали у білок амінокислоти з негативним зарядом. Додаткові амінокислоти збільшили різницю між полюсами диполя, що істотно покращило п'єзоелектричні властивості плівки, що складається з вірусів.

Переконавшись у ступені ефективності нового штаму вірусу, нанотехнологи зібрали експериментальний генератор електрики. Для цієї цілі вони виростили велику кількість вірусних частинок і створили 20 окремих плівок, наклавши їх, одна на одну та з'єднавши за допомогою електродів.

Як відзначають дослідники, стиснення даної плівки виробляє електрику, кількості якої вистачає для роботи монохромного рідкокристалічного дисплея, а саме його увімкнення та відображення протягом декількох секунд цифри "один". За словами фізиків, плівка була здатна виробляти струм напругою у 400 мілівольт і силою у 6 наноампер.

Вчені думають, що такі плівки можна інтегрувати в одяг чи взуття, і вони можуть слугувати джерелом живлення для портативної електроніки. Але для цього ще необхідно дещо підсилити п'єзоелектричні властивості такої плівки.

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: globalscience.ru