2013. júl 16.

Áramtermelés érintés útján, vírusokkal

írta: _Maverick
Áramtermelés érintés útján, vírusokkal

icon2.jpg

Egyre növekvő étvágyú hordozható elektromos eszközeink feltöltöttségének biztosítása a modern ember egyik leghétköznapibb problémája. A különböző áramforrások és csatlakozók keresése a mindennapok részévé vált, olyannyira, hogy az új Boeing Dreamliner fedélzetén minden utasnak saját USB portot biztosítanak ezen célból. Meggyőződésem, hogy számos embertársunk ezt a funkciót fontosabbnak tartja, mint a megfelelő lábteret az ülések közt...

Milyen jó is lenne, ha az önnön mozgásunk során leadott/termelt energia egy részét lehetne valahogy visszavezetni a folyton nálunk lévő berendezésekbe, ezzel biztosítva az akkumulátor megfelelő töltöttségi szintjét. Futurisztikus ötletek egész garmadája született már, például a cipőtalpba építhető eszköz gondolata, mely lépéseink révén termelne elektromos áramot. A megvalósítás igen távoli lehetőségnek tűnt, de a Lawrence Berkeley National Laboratory kutatói most néhány inchcsel közelebb hozták azt. A dolgot még érdekesebbé teszi, hogy mindehhez vírusokat használtak fel!

Hírt adtunk már korábban arról a kutatásról, melynek célja az, hogy genetikailag módosított vírusokat rávegyenek akkumulátorok építésére. Bizonyos szempontból itt is valami hasonlóról van szó. A cipőtalpas példánál maradva az alapelv az, hogy mechanikai energiát transzformálnak elektromos energiává. Ez a gondolat nem új, a piezoelektromosság jelensége már régóta ismert, Pierre és Jacques Curie révén történt felfedezése 1880-ra datálódik. Ennek lényege, hogy bizonyos kristályokban, kerámiákban nyomás hatására elektromos feszültség keletkezik, illetve a folyamat fordítottja is megfigyelhető, mikor elektromos feszültség hatására megváltozik a kristály alakja. Utóbbi effektus következtében ezek az anyagok alkalmasak nagy pontossággal szabályozható aktuátorok kialakítására. A probléma a szóban forgó anyagokkal, hogy toxikusak, nehéz velük dolgozni, emiatt az eddigieknél is szélesebb körben való alkalmazhatóságuk bizonyos nehézségekbe ütközik. Erre jelenthet megoldást a jelenlegi eredmény.

group-image.jpg

Byung Yang Lee, Seung-Wuk Lee és Ramamoorthy Ramesh (igen, ők egy amerikai állami kutatóintézet dolgozói) felismerte, hogy az M13-as bakteriofág – mely az emberre nézve semmiféle hatással nem rendelkezik, csupán egy a minket körülvevő milliárdnyi és milliárdnyi hasonló létformából – piezoelektromos tulajdonságokat mutat: elektromos tér hatására a majd 2700 töltött fehérjéjük elkezd „áthajtogatódni”, mely alakváltozást eredményez. Hogy az effektust felerősítsék, kihasználták a vírusok egyik legkedvezőbb tulajdonságát, nevezetesen azt, hogy könnyű genetikailag módosítani őket. Még néhány töltött aminosavat aggattak rájuk, ezáltal növelték a megteremthető feszültséget is.

virus.jpgTovábbi előnyös tulajdonsága az M13-asnak, hogy a pálcika alakú képződmények előszeretettel rendeződnek vékony, rendezett rétegekbe, éppen a kutatók óhajának megfelelően. 20 ilyen réteget egymásra helyezve el is készült az első, működő áram generátor. Nyomás hatására – azaz egyszerűen csak ujjal megnyomva a lapkát – 6 nanoamper áram keletkezik 600 mV feszültség mellett (ez nagyságrendileg egy AAA elem teljesítményének harmada). Ez elegendőnek bizonyult ahhoz, hogy egy digitális kijelzőn felvillanjon az „1”-es szám. A rendszer felépítését az alábbi, rövid videón foglalták össze:

Természetesen még hosszú az út innen a tényleges felhasználásig, de jelzésértékű, hogy a genetika fejlődésének köszönhetően az eddig szigorúan csak negatív kontextusban emlegetett vírusok szépen lassan egyre jobban beférkőzhetnek a műszaki életbe is. Az ennek elfogadásához szükséges szemléletváltás bizonyára nem lesz zökkenőmentes, de a forradalmi termékek alighanem elhomályosítják majd szép lassan a „vírus” szóval kapcsolatos ösztönös ellenszenvet.  

Források

Lawrence Berkeley National Laboratory

Szólj hozzá

akkumulátor vírusok áramtermelés kvarkok Berkeley