Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на

Физики заставили вирусы вырабатывать электричество

© Фото : Lee et al. "Вирусный" генератор электричества, вырабатывающий ток при механической деформации частиц вирусов
 Вирусный генератор электричества, вырабатывающий ток при механической деформации частиц вирусов
Американские нанотехнологи разработали устройство, которое вырабатывает электрический ток благодаря механической деформации множества частиц вирусов, и опубликовали "инструкцию" по сборке такого источника электричества в статье в журнале Nature Nanotechnology.

МОСКВА, 13 мая - РИА Новости. Американские нанотехнологи разработали устройство, которое вырабатывает электрический ток благодаря механической деформации множества частиц вирусов, и опубликовали "инструкцию" по сборке такого источника электричества в статье в журнале Nature Nanotechnology.

Феномен возникновения электрического тока при сжатии или механической деформации определенных материалов, так называемый пьезоэлектрический эффект, был открыт в конце 19 века французскими физиками Жаком и Пьером Кюри. За последующие полтора века данное свойство нашло свое применение как в быту - в виде источника напряжения в зажигалках и чувствительного элемента в микрофонах, так и в науке, где пьезоэлектрический эффект используется для сверхточного манипулирования микроскопическими приборами.

Группа физиков под руководством Сын-вук Ли (Seung-Wuk Lee) из университета штата Калифорния в Беркли обратила внимание на то, что частицы безвредного для человека вируса-бактериофага М13 обладают особой структурой, способствующей появлению пьезоэффекта.

Как объясняют ученые, белковая оболочка вируса построена таким образом, что при механической деформации на ее поверхности возникает так называемый дипольный момент - асимметрия распределения положительных и отрицательных зарядов. "Перекос" в концентрации разных носителей зарядов приводит к появлению электрического тока в проводнике, подключенном к разным концам пьезоэлектрика.

Ученые отлили тонкую пленку из раствора частиц вирусов, высушили ее и проверили ее пьезоэлектрические свойства. Эксперимент подтвердил, что частицы бактериофага М13 способны участвовать в пьезоэффекте.

Ли и его коллеги не были довольны силой тока, который вырабатывался при деформации вирусной пленки, и поэтому они решили улучшить ее свойства, модифицировав геном бактериофага.

Для этого исследователи "отредактировали" несколько участков в гене, отвечающем за "сборку" белковых компонентов оболочки вируса, и добавили в белок несколько аминокислотных "хвостов" с частично отрицательным зарядом. Добавление дополнительных аминокислот повысило разницу между положительным и отрицательным полюсами диполя, что улучшило пьезоэлектрические свойства вирусной пленки.

Убедившись в достаточной эффективности нового штамма вируса, ученые собрали экспериментальный генератор электричества. Для этого они вырастили множество вирусных частиц и отлили 20 отдельных пленок, которые они наложили друг на друга и соединили при помощи электродов.

По словам Ли и его коллег, сжатие данной пленки вырабатывает достаточное количество электричества для включения жидкокристаллического дисплея и изображения на нем цифры "один" в течение нескольких секунд. Как утверждают исследователи, пленка вырабатывала ток напряжением в 400 милливольт и силой в 6 наноампер.

Физики полагают, что подобные пленки могут быть интегрированы в одежду или обувь и послужат источником питания или зарядки для мобильной электроники. Однако для этого потребуется многократное улучшение пьезоэлектрических свойств разработанной пленки.

Оценить 3
Рекомендуем
РИА
Новости
Лента
новостей
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала