सिंथेटिक एम 13 वायरस गतिज ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करता है

^{M13 और उसके कोड के आनुवंशिक रूप से संशोधित संस्करण का प्रोटीन कोट}

हर कोई पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव जानता है - यांत्रिक तनाव की कार्रवाई के तहत एक विद्युत क्षेत्र का निर्माण। उदाहरण के लिए, पीजो-लाइटर में एक बटन और एक स्पार्क फ़ॉर्म दबाएं। एक उत्कृष्ट प्रणाली, ऐसा लगता है, पीज़ोइलेक्ट्रिक तत्वों को यांत्रिक ऊर्जा इकट्ठा करने के लिए हर जगह लागू किया जा सकता है - जूते की ऊँची एड़ी के जूते में, एक कंप्यूटर कीबोर्ड, फर्श कवरिंग, दरवाजे के फ्रेम और इतने पर - कहीं भी, क्योंकि यह "मुक्त" ऊर्जा का लगभग शाश्वत स्रोत है। लेकिन वास्तव में, व्यापक उपयोग के लिए उपयुक्त पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री महंगी और विषाक्त हैं।

नेशनल लेबोरेटरी के वैज्ञानिकों का एक समूह। बर्कले में लॉरेंस ने इस समस्या का हल खोजा: उन्होंने एक वायरस का निर्माण किया जो अकार्बनिक पाईज़ोइलेक्ट्रिक्स की तुलना में बहुत बेहतर काम करता है, और सुरक्षित है।

काम हाल ही में हुई वैज्ञानिक खोजों के आधार पर शुरू हुआ जिसने एक आदेशित सेलुलर संरचना के साथ विभिन्न कार्बनिक यौगिकों के पीजोइलेक्ट्रिक गुणों की खोज की। उदाहरण के लिए, उपास्थि और कण्डरा से हड्डियों और कोलेजन कमजोर पीज़ोइलेक्ट्रिक्स से बाहर निकल गए। तदनुसार, प्रोटीन संरचना का निर्माण करना तर्कसंगत था, जो सिद्धांत रूप में पीजोइलेक्ट्रिक गुणों का प्रदर्शन करना चाहिए। तो ज्ञात M13 वायरस का आनुवंशिक रूप से संशोधित संस्करण बनाया गया था, जिसका प्रोटीन खोल ऊपर चित्र में दिखाया गया है।

M13 पूरी तरह से मनुष्यों के लिए हानिरहित है (कुछ अकार्बनिक पीज़ोइलेक्ट्रिक्स के विपरीत) - यह लंबे समय से विभिन्न प्रयोगों में उपयोग किया जाता है। अकार्बनिक पर इसके कई प्रमुख फायदे हैं: M13 के बैक्टीरियोफेज से, एक पतली फिल्म अपेक्षाकृत आसानी से प्राप्त की जा सकती है, जो एक ही समय में पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव की एक उच्च शक्ति का प्रदर्शन करती है। वैज्ञानिकों ने साबित किया है कि वायरस के खोल के आकार को संशोधित करके आनुवांशिक रूप से विद्युत गुणों को प्रोग्राम किया जा सकता है।

M13 की क्षमताओं को प्रदर्शित करने के लिए, वैज्ञानिकों ने फिल्म की 20 परतों से पीजोइलेक्ट्रिक जनरेटर का निर्माण किया। जब बटन दबाए जाते हैं, तो यह 6 एनए का एक वर्तमान और 400 एमवी का वोल्टेज उत्पन्न करता है। यह एलसीडी को पावर देने के लिए पर्याप्त है।





परिणाम "वायरस-आधारित पीज़ोइलेक्ट्रिक ऊर्जा उत्पादन" , नेचर नैनो टेक्नोलॉजी पत्रिका, 13 मई 2012 के लेख में प्रकाशित हुए हैं।