Вирусы как источник энергии

Американские ученые разработали новое устройство, вырабатывающее электрический ток посредством механической деформации огромного количества частиц вирусов - с помощью пьезоэлектрического эффекта.Группа нанотехнологов во главе с Сын-вук Ли, 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.Пьезоэлектрический эффект - эффект возникновения поляризации диэлектрика под действием механических напряжений. Существует и обратный пьезоэлектрический эффект - возникновение механических деформаций под действием электрического поля.Прямой и обратный пьезоэлектрический эффекты наблюдаются в одних и тех же кристаллах - пьезоэлектриках. Прямой эффект открыт братьями Жаком и Пьером Кюри в 1880 г. Обратный эффект был предугадан в 1881 г. Липпманом на основе термодинамических соображений и в том же году экспериментально подтверждён братьями Кюри.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.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.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.При модификации вируса силу тока можно увеличить в разы: уже при первых опытах ее хватило на включение жидкокристаллического дисплея. 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.