일부 바이러스는 질병, 전염병 및 사망을 유발합니다. 그러나 과학자들은 적어도 하나의 유형의 바이러스를 잘 활용하는 새로운 방법을 찾았습니다. 한 연구 팀은 박테리아에 감염된 바이러스를 활용하여 기계적 에너지를 전기로 변환하여 전력을 생성했습니다. 바이러스 파워 팩은 아직 휴대 전화 나 iPod을 실행할만큼 강력하지 않습니다. 그러나 미생물은 인간에게 무해하기 때문에 언젠가 우리 신체 내부의 의료 센서에 전원을 공급하는 데 유용 할 수 있습니다.
기계적 에너지를 전기로 전환하거나 그 반대를 전환하는 장치는 새로운 것이 아닙니다. 그들은 1880 년에 처음 발견되었으며 특정 결정, 단백질, 심지어 DNA의 특성입니다. 압전 재료는 분자의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝에보다 양의 전하를 갖는 분자로 구성됩니다. 이 분자들은 반복되는 어레이에서 함께 고정되며, 양의 끝은 모든 방식으로 직면하고 부정적인 끝은 반대 방향으로 향합니다. 재료를 압축하면이 편광이 증가하고 작동하는 데 사용될 수있는 전기 전압이 생성됩니다. 또는 전기를 첨가하여 압전 재료의 모양을 변경할 수 있습니다. 오늘날, 압전 전기는 전기 라이터부터 스캐닝 터널링 현미경에 이르기까지 모든 것에 사용됩니다.
오늘날 사용중인 대부분의 압전 발전기는 세라믹 납 지르코 네이트 티타 네이트 (PZT)의 결정으로 만들어집니다. PZT는 독성이므로 최근 몇 년 동안 연구원들은 산화 아연과 같은 비 독성 대안을 개발해 왔습니다. 그러나 이러한 대안 중 일부는 비싸고 제조에 어려움을 겪고 있습니다. 그래서 버클리 캘리포니아 대학교의 생물 공학자 인 승즈 우 리 (Seung-Wuk Lee)와 그의 동료들과 그 주변 로렌스 버클리 국립 연구소의 바이러스가 그들을 도울 수 있는지 확인했습니다.
아이디어는 보이는 것처럼 엉망이 아닙니다. 텍사스 대학교 (University of Texas)의 대학원생 인 오스틴 (Austin)은 특정 유형의 무기 반도체 나노 입자에 결합하는 파지 (phages)라고 불리는 박테리아 감염 바이러스를 개발했습니다. 그는 또한 DNA와 특정 단백질 (파지의 빌딩 블록)이 압전임을 알고있었습니다. 그래서 그와 그의 동료들은 압전 파지를 찾고있었습니다. 그들은 M13 박테리오파지 (M13 Bacteriophage)라고 불리는 것을 발견했는데, 좁은 튜브 모양의 외부 코트는 한쪽 끝에 양전하가 있고 다른쪽에는 음전 전하가있는 막대 모양의 단백질의 약 2700 부로 구성됩니다. 파지의 단백질은 중공 코어에 긍정적 인 목적을 기대하며, 이들은 감염 동안 파지가 박테리아에 주사하는 음으로 하전 된 DNA를 붙잡을 수있게한다.
파지가 전력을 생산할 수 있는지 여부를 테스트하기 위해 Lee와 그의 동료들은 먼저 바이러스의 단백질을 유전자 조작하여 글루타메이트라고 불리는 음으로 하전 된 아미노산의 추가 사본을 보유했습니다. 그들은 단백질의 음전 하전 끝에 글루타메이트를 추가하여 음전하 및 압전 특성을 증가시켰다. 발전기를 만들기 위해 연구원들은 한 전극에 수백만 개의 파지를 제작했습니다. 파지는 자연스럽게 평평하게 나란히 놓여 있으며 모두 같은 방향을 가리키고 있습니다.
버클리 팀은 이들 바이러스 필름 중 몇 가지를 서로 겹쳐서 압전 효과를 향상시킨 다음 두 번째 전극으로 스택을 막았다. 연구원들이 이번 주 Nature Nanotechnology에서 온라인으로보고하는 것처럼 , 손가락을 상부 전극으로 누르면 작은 액정 디스플레이에서 1 위를 불 수있는 전류를 생성 할 수있을 정도로 필름의 파지를 압축했습니다.
새로운 발전기는 기존의 압전 장치보다 훨씬 적은 전력을 생성합니다. 그럼에도 불구하고 애틀랜타의 조지아 기술 연구소 (Georgia Institute of Technology)의 재료 과학자 인 Zhong Lin Wang은 "나노 제너레이터를 생체 구조로 확장 할 가능성을 보여줍니다. 이는 당뇨병의 혈당 수준을 진단하기위한 임박 가능한 센서와 같은 의료 및 생물학적 응용에 중요 할 수 있습니다. 이를 가능하게하기 위해 Lee와 그의 동료들은 이제 더 나은 전력 생산자를 만들기 위해 바이러스의 진화를 지시하기 위해 노력하고 있습니다.
