„Az az álmom, hogy egy vírusok által meghajtott autót vezethessek!”

-Angela Belcher-

Az MIT anyagtudománnyal foglalkozó professzorától származó idézet első hallásra nem csak álomszerűnek tűnhet, hanem egyenesen értelmezhetetlennek. Miként hozható össze egy autó meghajtása a parányi létformákkal? A válasz meglelése során kapcsolatot teremtünk a DNS szintézis, a nagy teljesítményű akkumulátorok és a kagylóhéj közt! Tovább után egy briliáns előadás és annak rövid kivonata következik arról, hogy miként vehetünk rá vírusokat arra, hogy jó szakmunkásként energiatároló berendezéseket építsenek számunkra.

Eme kutatás kapcsán is szembesülünk a ténnyel: a legjobb mérnök a természet, ezért érdemes az élővilágban szétnézni, mikor megoldásokat keresünk egy ipari problémára. Mivel termékeink tetemes hányada valamilyen szervetlen anyagból épül fel, elsőre talán nehéz megfelelő analógiára lelnünk. De nézzünk csak körbe kicsit figyelmesebben, és máris rengeteg példát találunk olyan élőlényekre, melyek saját testük részét építik fel a körülöttük megtalálható szervetlen anyagokból. Gondoljunk csak egy kálcium-karbonátból felépülő kagylóhéjra, csigaházra, vagy a kovamoszatok üvegszerű házára. Az élő szervezet DNS-ébe kódolva hordozza azokat az információkat, melyek előállítják a megfelelő proteineket, amelyek aztán összefogdossák a környezetükben fellelhető szükséges molekulákat, és belőlük felépítik ezeket a nano szinten strukturált, meghatározott szerkezetű vázakat. A végeredmény: egy természetes anyagokból, szobahőmérsékleten és légköri nyomáson előállított „szerkezet”, mely később nem mérgező, természetes anyagokká bomlik le, vagy legalábbis ilyeneket hagy hátra.

Miként használhatjuk fel mindezt saját céljainkra? Meg kell győznünk a biológiát arról, hogy számunkra előnyös tulajdonságokkal rendelkező módon építse össze a molekulákat. Például a protein láncok a végén ne egy csigaházat, hanem egy akkumulátort hozzanak létre. Bármilyen megdöbbentő is, ez ma már lehetséges, noha egyelőre igen kicsi méretekben (a képen látható LED-et egy ilyen energiatároló egység táplálja).

Az eljárás során egyszerű vírusok DNS-ét módosították különböző módokon kombinatorikus módszereket alkalmazva. Végeredményként milliárdnyi olyan vírust kaptak, melyek egymástól csak 1-1 szekvencia darabban különböznek. A hosszas szelekciós eljárások során ezen kezdeti csoportból szűkítették a kört úgy, hogy a végeredményben kapott „jószágok” a céloknak megfelelő eredményeket produkáljanak. Jelen esetben egy anódot és egy katódot. Előbbi olyan vírusokból jött létre, melyek kobalt-oxiddal és arannyal burkolták be magukat. Utóbbi keményebb diónak bizonyult, ugyanis a katódnak igen jó vezetőnek kell lennie, de a számításba vehető anyagok ezzel a tulajdonsággal nem rendelkeztek. A megoldást a szénnanocsövek jelentették: a vírus egyik része vas-foszfátba burkolta magát, míg ezalatt szénnanocsöveket ragadott meg a környezetében. Mivel a proteinek megválaszthatóak úgy, hogy csak meghatározott molekulákhoz kapcsolódjanak, a szénnanocsövekhez kötve őket létrehozható egy igen jól vezető, egymással „összedrótozott” egység, megalkotva ezzel a kívánt akkumulátort, melynek már Obama elnök is csodájára járt (részletek a videóban).

A berendezés jelenlegi formájában mintegy 100-szor tölthető újra a kapacitás csökkenése nélkül, ezen kívül lehetőséget ad arra, hogy igen könnyű, változatos alakú, rugalmasan alakítható egységeket állíthassunk elő. A következő lépés mindezen technika nagyobb méretben való előállítása, mely már a gyakorlati felhasználhatóságot is lehetővé tenné. Alább megtekinthető a komplett előadás magyar felirattal, mely nem csak a téma miatt lenyűgöző, hanem Angela lendületétől és sziporkázó humora okán is.