Att omvandla mekanisk energi till elektricitet är ingen ny idé. Men forskare i Kalifornien har kommit på ett nytt tillvägagångssätt där virus används för att fånga upp energi från vibrationer i vardagen, som till exempel vid promenader.

Forskare från amerikanska energidepartementets Lawrence Berkeley National Laboratory har skapat en generator genom att belägga frimärksstora elektroder med piezoelektriska virus. Piezoelektronik innebär att en elektrisk laddning byggs upp i vissa material på grund av mekanisk påverkan.

Virusen – M13-bakteriofager – kan omvandla fingertryck på elektroden till en elektrisk laddning, vilket genererar ungefär en fjärdedel så mycket spänning som i ett AAA-batteri. Detta skapar tillräcklig strömstyrka för att tända siffran ”1” på en liten flytande kristallskärm.

Den här demonstrationen kan möjligen vara ett nytt sätt för att tillverka mikroelektroniska apparater som kan strömförsörjas genom aktiviteter som att gå i trappor eller stänga dörrar.

”Mer forskning behövs. Men vårt arbete är ett första lovande steg mot utvecklingen av personliga elgeneratorer, aktuatorer som kan användas i nanoapparater och andra apparater baserade på viruselektronik”, sade Seung-Wuk Lee på laboratoriets avdelning för fysisk biovetenskap i ett pressmeddelande.

Arbetet kan leda till bättre sätt att tillverka piezoelektronisk utrusning och även utöka tillämpningsområdet.

För tillfället används den piezoelektriska effekten i olika tillämpningar inom till exempel bilindustrin och vid medicinsk bildvetenskap. Bland apparaturerna finns sensorer för air bags, nyckelfria passersystem och apparater för magnetisk resistanstomografi och datortomografi.

Toxiciteten och de utmaningar som tillverkning av konventionella piezoelektriska apparater innebär har emellertid begränsat användningen.

Fördelen med M13-virus är att de är stavformade och att de sätter ihop sig själva till organiserade lager som elektroderna är beroende av. Virusen gör också kopior av sig själva snabbt, vilket gör att tillgången inte är något problem.

”Vi letar nu efter sätt att förbättra den här principen som demonstrationen visat kan vara möjlig”, sade Lee.

”Eftersom verktygen inom bioteknik gör det möjligt att producera genetiskt modifierade virus i stor skala kan piezoelektroniska material baserade på virus erbjuda en enkel väg till ny mikroelektronik i framtiden.”

Arbetet beskrevs i detalj i den tidiga nätutgåvan av Nature Nanotechnology den 13 maj.

Första delen av filmen visar hur forskare på Berkeley Lab utnyttjar de piezoelektriska egenskaperna hos virusen för att överföra kraften från ett fingertryck till elektricitet. Den andra delen visar den ”viruselektroniska” generatorn i aktion, först genom att man bara trycker på en av generatorerna och sedan genom att man trycker på båda generatorerna samtidigt, vilket producerar mer ström. Källa: Lawrence Berkeley National Laboratory

Artikel på engelska


Annons