Биологи выжали из вирусов электричество

Биологи выжали из вирусов электричество

Специалисты национальной лаборатории Лоуренса в Беркли создали устройство, которое заставляет вирусы генерировать электричество. Разработчикам пришлось изменить частицы, чтобы они работали эффективнее.

Небольшой электрод размерами не превышает почтовую марку, но способен вырабатывать достаточно энергии для питания миниатюрного дисплея. Постукивая по пластине-электроду пальцем, исследователь заставляет высвечиваться на экране цифру.

Питает дисплей плёнка из специально сконструированных вирусов. Вирусы (изменённые бактериофаги M13) при постукивании преобразуют механическую энергию в электрическую, как пьезоэлектрические материалы. Исследователи из Беркли изменили бактериофаги таким образом, чтобы на одном из концов белковой оболочки вирусов было четыре отрицательно заряженных молекулы. Эти дополнительные "хвосты" увеличили разность потенциалов между положительными и отрицательными концами белков, обеспечивая выработку электрического тока при нажатии.

Отметим сразу, что бактериофаги опасны для бактерий, но не для человека. При этом они воспроизводят себя миллионами копий в течение всего лишь нескольких часов. То есть у инженеров всегда есть достаточный запас исходного вещества для "батареи". Кроме того, генетический материал этих вирусов легко модифицируется.

Вирусы M13 учёные привлекли для работы и по другой причине – частицы самоорганизуются, то есть обладают способностью создавать упорядоченные структуры (плёнки), которые способствуют хорошей работе электрода.

Чтобы дополнительно усилить выработку тока, американские исследователи наложили слои из вирусных плёнок друг на друга. В статье, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology, они пишут, что наилучшими пьезоэлектрическими свойствами обладал электрод, собранный из 20 слоёв.

В видеоролике ниже электрод площадью один квадратный сантиметр, представляющий собой бутерброд из плёнок и золотых контактов, питает жидкокристаллический дисплей. При приложении давления генератор выдаёт напряжение 400 милливольт. Этого достаточно, чтобы на миниатюрном экране появилась цифра 1.

В целом ток незначительный (около 6 наноампер), но глава работы доктор Сёнг-Вук Ли (Seung-Wuk Lee) надеется, что в дальнейшем группе удастся улучшить устройство, которое пока является, скорее, доказательством работоспособности принципа "выжимания энергии из вирусов".

"Требуется больше исследований, но наша работа – первый многообещающий шаг к созданию персональных генераторов энергии, приводов для наноустройств и прочих устройств, использующих вирусное электричество", — говорит учёный.

Скорее всего, такие миниатюрные генераторы энергии будут собирать электричество, используя какие-либо вибрации, например, появляющиеся при закрывании дверей или подъёме человека по лестнице.

Добавим, что группа Ли не первый год работает с вирусами, ранее те же бактериофаги использовались для восстановления нервной ткани.

vesti.ru

Похожие новости:
Биологи нашли способ получения овощей-гигантов
Генетики нашли способ, при помощи которого можно создавать овощи гигантских размеров. Результаты своего исследования авторы опубликовали в журнале Nature Genetics, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Science News. Биологи изучили два мутантных штамма томатов, плоды ..
2015-05-26 1767 0 Технология
0
Наноматериалы преобразуют свет и тепло в электричество
Мы видели, нано материалы, которые могут быть использованы для преобразования света в электричество и те, которые могут преобразовать тепло в электричество. Исследователи из Университета штата Техас в Арлингтоне и Луизиана технического университета создали гибридный нано материал, который может сделать ..
2012-11-17 4033 0 Технология
0
Биологи изобрели субклеточное секвенирование РНК
Биологи под руководством известного генетика Джорджа Черча создали метод секвенирования РНК in situ, который позволяет составить карту экспрессии тысяч генов в масштабах от субклеточного уровня до целого мозга или эмбриона. Описание метода опубликовано в Science, кратко о нем можно посмотреть ..
2014-03-04 1355 0 Технология
0
Создан полностью углеродный фотоэлемент
Инженеры Стенфордского университета создали первый в мире фотоэлемент, полностью состоящий из различных соединений углерода. Работа ученых опубликована в журнале ACS Nano, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте университета. За поглощение света в устройстве отвечают углеродные нанотрубки и фуллерены ..
2012-11-1 2053 0 Технология
0
Созданы абсолютно прозрачные солнечные батареи
Группа ученых из Университета штата Мичиган разработала новый тип солнечного концентратора, который, будучи помещенным на окно, вырабатывает энергию, но при этом позволяет смотреть сквозь стекло. Эту технологию, получившую название "прозрачный люминесцентный солнечный концентратор", можно также использовать ..
2014-08-26 4131 0 Технология
0
Электричество из водорослей – это реально
Канадские ученые произвели исследование, позволившее создать совершенно новый способ добычи электроэнергии. Его суть заключается в переработке энергии водорослей. Специалисты поделятся подробностями своей работы во время форума инновационных технологий, запланированного для проведения в Париже.Во время данного форума ..
2015-11-29 6749 0 Технология
-1
Создан термоэлектрик с рекордной эффективностью
Американские ученые создали материал, преобразующий тепло в электричество с рекордной эффективностью, превышающей в два раза эффективность уже известных подобных материалов. Работа опубликована в журнале Nature, ее краткое описание приводит Nature News. Термоэлектриками называют вещества, способные вырабатывать электричество при различии ..
2012-09-21 2149 0 Технология
0
Биологи создали "идеальный" микроб с простейшим набором генов
Биологи создали микроб Syn 3.0, ДНК которого включает в себя всего 473 гена, при этом предназначение 149 из них на данный момент неизвестно. Для сравнения, которое приводит ZN,ua, человеческий геном включает в себя 20-25 тысяч генов, а микроб Mycoplasma genitalium содержит всего ..
2016-03-28 1529 0 Технология
0
Новый тип ветрогенератора производит электричество без лопастей
Все мы привыкли к стандартному виду ветрогенераторов и при слове ветрогенератор большинство сразу же представляет себе вращающиеся лопасти. В некоторых странах есть целые ветряные электростанции, которые состоят из многих десятков, если не сотен, «мельниц». У этого способа получения энергии есть ..
2012-11-7 5245 2 Технология
0
Уникальные батареи со скоростью заряда в сто раз выше, чем у обычных батарей
Сейчас даже трудно себе представить, что когда-то - всего несколько десятков лет назад - наши предки вполне обходились без, таких привычных для нас, вещей как газ, электричество, центральное отопление. Но время не стоит на месте: газ заменил дрова и печи, электричество ..
2016-04-19 2471 0 Технология
0
Биологи создали генетический транзистор
Биологи из Стэнфордского университета создали генетический аналог транзистора. Статья, описывающая генетические логические схемы, опубликована в журнале Science. Ее обзор приводит ScienceNow. Биологическое устройство получило название «транскриптор» по названию синтеза молекул РНК на базе ДНК. Именно этот процесс ..
2013-04-1 1350 0 Технология
0
Ученые вырастили сердечные мышцы для морских свинок
Ученые восстановили поврежденные участки сердечной мышцы морских свинок при помощи клеток сердца (кардиомиоцитов), выращенных из человеческих эмбриональных стволовых клеток, сообщает The Seattle Times. Сердце морской свинки бьется со скоростью 200-250 ударов в минуту, примерно на верхнем ..
2012-08-9 1727 0 Технология
0
Ученые научились печатать электронными чернилами
Ученые из Кембриджского университета продемонстрировали миру свои электронные чернила на основе графена. Новая технология пригодится в медицине, ее можно применять в аэропортах. Также открываются огромные перспективы для надеваемой электроники. Изначально ученые распечатали на основе чернил пластиковую клавиатуру, способную ..
2013-11-7 1560 0 Технология
0
Биологические ткани собирают при помощи магнитной левитации
Биологи давно говорят о том, что выращивать органы и ткани для трансплантации невозможно в обычных чашках Петри. Ткани и органы тела человека не плоские. А значит, и клеткам, из которых они будут выращиваться, необходима объёмная матрица. Для этих целей учёные создают из различных ..
2011-12-16 1953 0 Технология
0
Инженеры создали работающую на солнце и воде батарейку
Инженеры из Осакского университета использовали солнце, чтобы превратить морскую воду в электричество. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications. Впервые солнечный свет был применен для производства перекиси водорода в количествах, достаточных для использования в топливных элементах.По словам ученых, перекись ..
2016-05-23 1663 0 Технология
0