En concreto, lo que crearon fue un generador que produce la corriente suficiente para operar una pequeña pantalla de cristal líquido, la cual funciona pulsando con un dedo el electrodo que tiene inserto y es del tamaño de un sello de correo. Esta pieza es la que está revestida con el virus especialmente diseñado que transforma fuerza aplicada con el dedo en una carga eléctrica. Los resultados de su trabajo de investigación están publicados en la revista Nature Nanotechnology.
De acuerdo con los investigadores del departamento de Energía de la Universidad de Berkeley, este generador es el primero en su tipo y en producir electricidad al aprovechar las propiedades piezoeléctricas, que son la acumulación de carga en un sólido, en respuesta a la tensión mecánica.
Los investigadores explican que con este sistema se podrían diseñar equipos que "cosecharán" 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.
Etapas
El científico Seung-Wuk Lee explica que se requieren más estudios para afinar el desarrollo, "pero es el primero de los pasos para el desarrollo de generadores de energía personales utilizando movimiento cotidianos como abrir o cerrar una puerta". Lee es el coordinador del equipo que diseñó el método.
Recordó que el efecto piezoeléctrico fue descubierto en 1880 y es utilizado en los encendedores para cigarrillos eléctricos y los microscopios de sonda. Aunque los materiales utilizados para fabricar estos dispositivos piezoeléctricos son tóxicos, lo que limita el uso generalizado de esta tecnología.
Por esto, Lee y su equipo investigaron si un virus sería mejor alternativa y encontraron que el M13 reunía las mejores características: sólo ataca a bacterias, es benigno para las personas, se reproduce por millones en cuestión de horas, proporcionando un suministro constante y, además, es fácil de manipular genéticamente.
Para el uso del M13, los investigadores primero probaron si era piezoeléctrico. De esta manera, se le aplicó un campo eléctrico a una película de virus M13, y se observó lo que ocurría mediante un microscopio especial. Con esta prueba, los investigadores vieron entonces que las proteínas helicoidales que envuelven los virus se retorcían y giraban en respuesta, una señal segura del efecto piezoeléctrico.
Con estos datos, los científicos mejoraron aún más el sistema apilando películas compuestas de capas individuales de virus, una encima de otra -una pila de, aproximadamente, 20 capas de espesor, mostró el mayor efecto piezoeléctrico.
Y después de estos trabajos, los investigadores 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, la cual se intercaló entre dos electrodos revestidos de oro, conectados por cables a una pantalla de cristal líquido.
Mejoras
Los investigadores detallan que cuando se aplicó presión con el dedo en el generador, éste produjo un máximo de 6 nanoamperios de corriente y 400 milivoltios de potencial.
Por el momento, añade Lee, estamos intentando mejorar esta técnica y "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".
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