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Generador Piezoeléctrico de la Fino-Película de la Potencia de los Virus

Published on May 14, 2012 at 4:49 AM

Imagine que cargaba su teléfono como usted recorre, gracias a un generador papel-fino embutió en el lenguado de su zapata. Este decorado futurista es un pequeño ahora más cercano a realidad. Los Científicos del Ministerio de los E.E.U.U. de Laboratorio Nacional de Lorenzo Berkeley de la Energía (Laboratorio de Berkeley) han desarrollado una manera de generar potencia usando los virus inofensivos que convierten energía mecánica en electricidad.

Los científicos probaron su aproximación creando un generador que produce suficiente corriente para operatorio una pequeña pantalla de cristal líquido. Trabaja golpeando ligeramente un dedo en un electrodo sello-clasificado franqueo recubierto con los virus especialmente dirigidos. Los virus convierten la fuerza del golpecito en una carga eléctrica.

Su generador es el primer para producir electricidad aprovechando las propiedades piezoeléctricas de un material biológico. La Piezoelectricidad es la acumulación de una carga en un macizo en respuesta a la tensión mecánica.

La piedra miliaria podría llevar a los dispositivos minúsculos que cosechan energía eléctrica de las vibraciones de tareas diarias tales como cerrar una puerta o toma de altura de las escaleras.

También apunta a una manera más simple de hacer los dispositivos microelectrónicos. Eso es porque los virus se arreglan en una película ordenada que permita al generador trabajar. el Uno mismo-Ensamblaje es una meta mucho solicitada en el mundo meticuloso de la nanotecnología.

El generador Piezoeléctrico cosecha la potencia de virus inofensivos de mover por motor una visualización del LCD.

Los científicos describen su trabajo en una publicación en línea del avance del 13 de mayo de la Nanotecnología de la Naturaleza del gorrón.

“Más investigación es necesaria, pero nuestro trabajo es un primer paso de progresión prometedor hacia el revelado de los generadores de potencia personales, actuadores para el uso en nano-dispositivos, y otros dispositivos basados en electrónica viral,” dice a Seung-Wuk Lee, científico de la facultad en la División Física de las Ciencia Biológicas del Laboratorio de Berkeley y profesor adjunto de Uc Berkeley de la bioingeniería.

Él conducto la investigación con las personas que incluyen Ramamoorthy Ramesh, científico en la División de las Ciencias Materiales del Laboratorio de Berkeley y profesor de las ciencias materiales, de la ingeniería, y de la física en Uc Berkeley; y Byung Yang Lee de la División Física de las Ciencia Biológicas del Laboratorio de Berkeley.

El efecto piezoeléctrico fue descubierto en 1880 y se ha encontrado desde entonces en cristales, cerámica, hueso, proteínas, y la DNA. También se pone al uso. Los mecheros y los microscopios Eléctricos de la antena de la exploración no podrían trabajar sin él, nombrar algunas aplicaciones.

Pero los materiales usados para hacer los dispositivos piezoeléctricos son tóxicos y muy difíciles de trabajar con, que limita el uso disperso de la tecnología.

Lee y los colegas se preguntaban si un virus estudió en laboratorios por todo el mundo ofreció una mejor manera. El bacteriófago M13 ataca solamente bacterias y es benigno a la gente. Siendo un virus, se repliega por millones dentro de horas, tan allí es siempre una fuente constante. Es fácil genético dirigir. Y un gran número de los virus varilla-dados forma se orientan naturalmente en las películas bien organizadas, muchas la manera que los palillos se alinean en un rectángulo.

Éstos son los rasgos que los científicos buscan en un bloque hueco nano. Pero los investigadores del Laboratorio de Berkeley primero tuvieron que determinar si el virus M13 es piezoeléctrico. Lee giró a Ramesh, experto en estudiar las propiedades eléctricas de películas finas en el nanoscale. Aplicaron un campo eléctrico a una película de los virus M13 y miraron qué suceso usando un microscopio especial. Las proteínas Helicoidales que recubren los virus se torcieron y giraron en la reacción - un señal seguro del efecto piezoeléctrico en el trabajo.

Después, los científicos aumentaron la fuerza piezoeléctrica del virus. Utilizaron la ingeniería genética para agregar cuatro negativo - residuos cargados del aminoácido a un extremo de las proteínas helicoidales que recubren el virus. Estos residuos aumentan la diferencia de la carga entre las proteínas positivas y los extremos negativos, que refuerza el voltaje del virus.

Los científicos fomentan aumentaron el sistema empilando las películas integradas por las únicas capas del virus encima de uno a. Encontraron que una pila cerca de 20 capas gruesas exhibió el efecto piezoeléctrico más fuerte.

Que seguía habiendo la única cosa hacer era una prueba de la demostración, así que los científicos fabricaron un generador piezoeléctrico virus-basado de la energía. Crearon las condiciones para que los virus genético dirigidos ordenen espontáneamente en una película de varias capas esas dimensiones cerca de un centímetro cuadrado. Esta película entonces fue intercalada entre dos electrodos dorados, que fueron conectados por los cables con una pantalla de cristal líquido.

Cuando la presión se aplica al generador, produce hasta seis nanoamperes de corriente y 400 milivoltios de potencial. Eso es suficiente corriente a contellear el número “1" en la visualización, y alrededor de un cuarto el voltaje de un triple - una batería.

“Ahora estamos trabajando en maneras de mejorar en esta demostración del prueba-de-principio,” dice a Lee. “Porque las herramientas de la biotecnología activan la producción en grande de virus genético modificados, los materiales piezoeléctricos basados en virus podrían ofrecer una ruta simple a la microelectrónica nueva en el futuro.”

La primera pieza del vídeo muestra cómo los científicos del Laboratorio de Berkeley aprovechan las propiedades piezoeléctricas de un virus para convertir la fuerza de un golpecito del dedo en electricidad. La segunda parte muestra los generadores “viral-eléctricos” en la acción, primero prensando solamente uno de los generadores, después prensando dos al mismo tiempo, que produce más actual.

Last Update: 14. May 2012 05:36

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