Un virus modificado genéticamente
convierte la energía mecánica en electricidad
Investigadores norteamericanos
han utilizado virus modificados genéticamente para aprovechar las propiedades piezoeléctricas
de un material biológico, obteniendo un máximo de 6 nanoamperios de corriente y
400 milivoltios de potencial. Pulsando digitalmente un electrodo del tamaño de
un sello de correos, revestido con virus especialmente diseñado que convierte
la fuerza aplicada con el dedo en carga eléctrica, la corriente obtenida es
suficiente para iluminar una pequeña pantalla de cristal líquido.
Científicos del Departamento de
Energía del Berkeley Lab de Estados Unidos han desarrollado un método para
generar energía utilizando virus inofensivos que convierten la energía mecánica
en electricidad, según informa el citado laboratorio en un comunicado. Los
resultados de esta investigación se han publicado en la revista Nature
Nanotechnology.
Los científicos crearon un
generador que produce la corriente necesaria para iluminar una pequeña pantalla
de cristal líquido, que funciona pulsando digitalmente un electrodo del tamaño
de un sello de correos, revestido con virus especialmente diseñados que
convierten la fuerza aplicada con el dedo en carga eléctrica.
Este generador es el primero en
producir electricidad mediante el aprovechamiento de las propiedades
piezoeléctricas de un material biológico.
La piezoelectricidad (del griego
piezein, "estrujar o apretar") es un fenómeno presentado por determinados
cristales que al ser sometidos a tensiones mecánicas adquieren una polarización
eléctrica en su masa, apareciendo una diferencia de potencial y cargas
eléctricas en su superficie.
Este método podría dar lugar a
pequeños dispositivos que cosecharan energía eléctrica a partir de las
vibraciones de las tareas cotidianas -como cerrar una puerta, o subir
escaleras. Además, también sugiere una forma más sencilla de crear dispositivos
microelectrónicos.
"Se necesita más
investigación, pero nuestro trabajo es un primer paso hacia el desarrollo de
generadores de energía personales, para su uso en nano-dispositivos, y otros
mecanismos basados en la electrónica de virus", explica Seung-Wuk Lee,
científico de la Universidad de Berkeley, y profesor de Bioingeniería.
El efecto piezoeléctrico fue
descubierto en 1880 y, desde entonces, ha sido observado en cristales,
cerámica, huesos, proteínas y ADN. Los encendedores de los cigarrillos
eléctricos y los microscopios de sonda de barrido, por ejemplo, no podrían funcionar
sin él. Sin embargo, los materiales utilizados para fabricar dispositivos
piezoeléctricos son tóxicos, lo que limita el uso generalizado de esta
tecnología.
Bacteriófago M13
Los artífices de esta investigación se preguntaron si un
virus, estudiado en laboratorios de todo el mundo, ofrecía una mejor
alternativa. Pensaron en el bacteriófago M13, que sólo ataca a las bacterias y
es inocuo para las personas y, al ser un virus, se reproduce por millones en
cuestión de horas, proporcionando un suministro constante. Además, este virus
es fácil de manipular genéticamente.
Sin embargo, los investigadores de Berkeley primero tenían
que determinar si el virus M13 es piezoeléctrico. Para ello, aplicaron un campo
eléctrico a una película de virus M13, observando lo que ocurría mediante un
microscopio especial. Los investigadores vieron entonces que las proteínas
helicoidales que envuelven los virus se retorcían y giraban en respuesta, una señal
segura del efecto piezoeléctrico.
Los científicos mejoraron aún más el sistema apilando
películas compuestas de capas individuales de virus, una encima de otra, hasta
crear una pila de, aproximadamente, 20 capas de espesor, observando que
mostraba mayor efecto piezoeléctrico.
Finalmente, los científicos fabricaron un generador de virus
basado en la energía piezoeléctrica. Así, crearon las condiciones para que los
virus modificados genéticamente se organizaran de forma espontánea en una
película de capas múltiples. Finalmente, esta película se intercaló entre dos
electrodos revestidos de oro, conectados por cables a una pantalla de cristal
líquido.
Cuando se aplicó presión en el generador, éste produjo un
máximo de 6 nanoamperios de corriente, y 400 milivoltios (1 milivoltio es la
milèsima parte de un voltio) de potencial. "Ahora estamos intentando
mejorar esta técnica", afirman los investigadores, añadiendo que,
"debido a que las herramientas de la biotecnología permiten la producción
a gran escala de virus modificados genéticamente, los materiales
piezoeléctricos basados en virus podrían ofrecer una ruta sencilla hacia la
microelectrónica del futuro". Ver video
en este link
Referencia
Byung Yang
Lee, Jinxing Zhang, Chris Zueger,
Woo-Jae Chung, So Young Yoo, Eddie Wang,
Joel Meyer, Ramamoorthy Ramesh &
Seung-Wuk Lee, Virus-based piezoelectric energy generation Nature
Nanotechnology (2012) doi:10.1038/nnano.2012.69.
Editor: Teólogo–Informático: Roberto Romero
PRENSA DIGITAL NOTIC-VOZ "EL CAJIGALENSE" Yaguaraparo, Municipio Cajigal, Estado Sucre, Venezuela.
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