Физики научились вырабатывать электричество с помощью вирусов

Американские ученые разработали новое устройство, вырабатывающее электрический ток посредством механической деформации огромного количества частиц вирусов, и представили информацию относительно сборки такого источника электричества в издании Nature Nanotechnology.
Группа нанотехнологов во главе с Сын-вук Ли (Seung-Wuk Lee), физиком из университета штата Калифорния в Беркли, заметила, что частицы вируса-бактериофага М13, который не несет вреда человеческому организму, обладают необычной структурой, способствующей возникновению пьезоэффекта (получение электрического тока путем сжатия либо механической деформации материалов определенного типа).
Как объясняют ученые, оболочка вируса белкового происхождения построена таким образом, что при условии механической деформации на поверхности ее появляется так называемый дипольный момент, который представляет собой асимметричное распределение положительных и отрицательных зарядов. Различия в концентрации носителей зарядов способствует возникновению электрического тока в проводнике, который подключен к разным концам пьезоэлектрического источника.
Ученые создали тонкую пленку из раствора многочисленных частиц вирусов и, предварительно высушив, попытались определить ее пьезоэлектрические свойства. В результате эксперимента выяснилось, что частицы бактериофага М13 могут принимать активное участие в пьезоэффекте.
Научно-исследовательская группа Ли не остановилась на силе тока, вырабатываемого при деформации вирусной пленки, которая была достигнута в первом опыте. Поэтому они решили совершенствовать ее свойства, выполнив модифицирование генома бактериофага.
Изменив некоторые участки в гене, ответственном за накопление белковых компонентов в оболочке вируса, физики добавили в белок аминокислоты с отрицательным зарядом. Дополнительные аминокислоты увеличили разницу между полюсами диполя, что существенно улучшило пьезоэлектрические свойства пленки, состоящей из вирусов.
Убедившись в степени эффективности нового штамма вируса, нанотехнологи выполнили сборку экспериментального генератора электричества. Для этой цели они вырастили большое количество вирусных частиц и создали 20 отдельных пленок, наложив их, друг на друга и соединив с помощью электродов.
Как отмечают исследователи, сжатие данной пленки производит электричества в количестве необходимом для работы жидкокристаллического дисплея, а именно его включения и изображения на протяжении нескольких секунд цифры "один". По словам физиков, пленка была способна вырабатывать ток напряжением в 400 милливольт и силой в 6 наноампер.
Ученые полагают, что пленки подобного рода можно интегрировать в одежду или обувь, и они могут служить источником питания для портативной электроники. Но для этого необходимо усиления пьезоэлектрических свойств такой пленки.
С этим материалом еще читают:
Российскими учеными с успехом ведется разработка вакцины

Твердые наночастицы ведут себя как жидкость

Разрабатывается новая вакцина против самых опасных штаммов вируса папилломы

Еще из категории технологии:
- Воздушный робот может безопасно ориентироваться в незнакомых условиях на высоких скоростях
- Закрученный свет: лампа Эдисона снова обрела смысл
- Микроволновка для проводов и кабелей
- Учёные обнаружили новую, третью форму магнетизма, которая может стать «недостающим звеном» в поисках сверхпроводимости
- Новая работа создает дорожную карту для следующего поколения биоэлектронной медицины
- Средневековая нанотехнологичная кольчуга
- Исследование показывает, что телетерапия не улучшила доступ к психиатрической помощи
- Eni будет искать энергоресурсы с помощью суперкомпьютера нового поколения
Последние комментарии
Рассылка топовых новостей
Читательский топ
- Западные пограничные течения и их влияние на климат
- Двухразовая инъекция снижает риск ВИЧ на 96%
- Захороненные формы рельефа раскрывают древнее ледниковое прошлое Северного моря
- Эволюция контрацептивов: от древних методов до современных технологий
- Жажда как индикатор обезвоживания: насколько она точна?
- Учёные объяснили рост тяжёлых инфекций, вызываемых Streptococcus
- Учёные готовятся к амбициозному исследованию тёмной материи и энергии
Комментариев нет. Будьте первым!