Usare virus per generare piezoelettricità

Imagine charging your phone as you walk, thanks to a paper-thin generator embedded in the sole of your shoe.

I più scaltri di voi ricorderanno che avevamo già parlato qui di come sia possibile, almeno come esercizio di stile, sfruttare microarchitetture contenenti virus (batteriofagi, che non vuol dire virus buoni per le batterie, ma virus che colpiscono solo i batteri) M13 ingegnerizzati per immagazzinare elettricità. La batteria ai virus.

A Berkeley si sono spinti oltre, creando il primo concept di generatore elettrico basato su virus. Come? Sfruttando l'effetto piezoelettrico.

Cos’è l’effetto piezoelettrico? Ci sono nerd che non lo sanno?
L’effetto piezoelettrico è la proprietà di alcuni cristalli di generare una differenza di potenziale quando sono soggetti ad una deformazione meccanica, dice wiki. Io aggiungo che la maggior parte delle applicazioni sfrutta l’effetto contrario: applicare una ddp per modificare le proprietà meccaniche del cristallo (tipo le dimensioni), con precisione nanometrica. Le applicazioni si trovano un po’ ovunque.

Ma cosa c’entra l’effetto piezoelettrico con i virus? Ce lo spiega il video degli autori della ricerca:

Più nel dettaglio.
All’inizio hanno studiato le proprietà piezoelettriche del virus stimolandolo con una ddp e osservandone la risposta con speciali microscopi. Osservando un’oscillazione del virus hanno capito che causando una deformazione meccanica si poteva forzare il virus a produrre una ddp. Hanno quindi ingegnerizzato il virus aggiungendo 4 residui amminoacidici carichi negativamente per potenziarne la risposta e hanno costruito il dispositivo impaccando 20 strati di virus. Una delle straordinarie proprietà del fago M13 è che si può ingegnerizzarlo in modo che si autoassembli con straordinaria precisione in layer ordinati, quindi massimizzando la polarità (e l’effetto piezoelettrico). Il film di 1 cm quadrato è stato incluso tra due strati di oro, ottimo conduttore, e i poli collegati ad un mini schermo a cristalli liquidi.

Come funziona? Picchiettando il quadratino col dito. Il dispositivo produce fino a 6 nanoampere di corrente e 400 mVolt di differenza di potenziale (1/4 delle batterie stilo del telecomando). Una quantità abbastanza ridicola ma sufficiente per far comparire un “1” sullo schermo (vedi foto in apertura).

Fonte: phys.org
Più info sul sito del Lawrence Berkeley National Laboratory.