Energia elettrica dal movimento, grazie ad un virus

Un gruppo di scienziati del Lawerence Berkeley National Laboratory ha lavorato allo sviluppo di un piccolo generatore di corrente basato sull'impiego di un virus con proprietà piezoelettriche, in maniera tale che sia capace di convertire l'energia meccanica in energia elettrica.

I ricercatori hanno scoperto che il virus batteriofago M13 (una nostra "vecchia conoscenza") è in grado di mostrare proprietà piezoelettriche. Si tratta di un virus della lunghezza di 880 nanometri e dal diametro di 6,6 nanometri, ricoperto con circa 2700 proteine elettricamente cariche. Tra le caratteristiche peculiari di questo virus vi è la capacità di disporsi autonomamente in maniera ordinata, formando una sorta di "pellicola" che risulta essere di facile utilizzo.

La piezoelettricità è la proprietà, tipicamente di alcuni cristalli, di generare una tensione quando incorrono in una deformazione meccanica. Si tratta di un effetto reversibile, cioè è possibile innescare una deformazione meccanica in un materiale piezoelettrico applicandovi una differenza di potenziale. E' proprio seguendo quest'ultimo principio che i ricercatori hanno individuato le proprietà piezoelettriche del virus: applicando ad esso un campo elettrico hanno infatti osservato al microscopio la contrazione delle proteine elicoidali presenti sulla sua superficie.

Gli scienziati hanno quindi provato ad incrementato l'effetto piezoelettrico del virus, mettendo mano all'ingegneria genetica per aggiungere quattro residui aminoacidi caricati negativamente ad un capo delle proteine che coprono il virus. Questi residui incrementano la differenza di carica tra il polo positivo ed il polo negativo della proteina, incrementando così la tensione generata dal virus. Il passo successivo è stato quello di disporre l'una sull'altra i singoli strati di pellicola di virus, con i ricercatori che hanno individuato che una pila di 20 strati riesce ed esprimere il massimo effetto piezoelettrico.

Si è quindi passati ad un test dimostrativo, interponendo la pellicola multistrato tra due elettrodi ricoperti d'oro e collegando gli elettrodi ad un display LCD. Esercitando una pressione sulla pellicola è stato possibile generare una corrente di 6 nanoampere ed una tensione di 400 millivolt, sufficienti ad illuminare il display e pari indicativamente ad un quarto della tensione di una comune batteria ministilo.

Seung-Wuk Lee, professore associato di bioingegneria per la UC Berkeley che ha collaborato alla ricerca ha commentato: "E' necessario molto più lavoro, ma la nostra ricerca è un promettente primo passo verso lo sviluppo e la realizzazione per generatori di energia elettrica per l'impiego in nano-dispositivi elettronici". Gli scienziati stanno ora cercando di capire come poter migliorare le caratteristiche e le capacità del piccolo generatore di corrente. Guardando al futuro, un dispositivo di questo tipo potrebbe generare energia elettrica grazie alle azioni di tutti i giorni: una pellicola di virus piezoelettrici integrata nella suola delle scarpe potrebbe consentire di generare sufficiente corrente elettrica per alimentare i dispositivi elettronici.