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Generan energía piezoeléctrica a partir de virus

Aleida Rueda
17/may/2012

En un artículo publicado este mes en Nature Nanotechnology, investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, en Estados Unidos, reportan haber generado electricidad a partir de un tipo de virus.

Con este material biológico, incluso, han logrado producir energía suficiente para alimentar una pantalla ordinaria de cristal líquido, como las que podemos encontrar en los relojes o las pantallas planas.

¿Cómo lo hicieron? En realidad, se sabe que los materiales piezoeléctricos son capaces de convertir energía mecánica en energía eléctrica. Los cristales de cuarzo, las micas o minerales como la calcita, forman parte de este grupo de materiales a los que con una presión mecánica, es decir, al ser deformados externamente, pueden producir campos eléctricos.


Efecto piezoeléctrico en un cristal de cuarzo.

También se ha demostrado que otros materiales naturales como los huesos, las fibras de colágeno, o los nanotubos de péptidos (conjunto de aminoácidos), pueden mostrar propiedades piezoeléctricas, siempre y cuando estén ordenados de manera jerárquica.

¿Y los virus? ¿También tienen propiedades piezoeléctricas? De acuerdo con los trabajos de los investigadores, las tiene, al menos, este tipo de virus denominados fagos M13.

De acuerdo con Adrián Reyes Cervantes, investigador del departamento de Físico-Química, del IFUNAM, “debido a sus propiedades líquido-cristalinas, es posible que estos fagos se acomoden ordenadamente por sí mismos o se autoensamblen en capas paralelas de fagos”.

“El apilamiento de estos fagos en estructuras ordenadas permite que las contribuciones individuales al campo eléctrico de cada fago, ocasionadas por sus asimetrías moleculares, se unan para dar un efecto colectivo medible”, una especie de generación eléctrica en equipo.

Los científicos de Berkeley aprovecharon esta propiedad de los M13 para fabricar un generador de energía piezoeléctrico. Revistieron con finas capas de virus un sello de electrodo que, al ser presionado por el dedo humano, podía generar energía para alimentar una pantalla de cristal líquido.

Así, los virus demuestran su propiedad piezoeléctrica al convertir la fuerza de la pulsación (la presión del dedo, en este caso) en una carga eléctrica que enciende la pantalla. De hecho, es el primer dispositivo que utiliza material biológico para ello.


Esquema de la capa de fagos aplicada sobre un sustrato de oro.

Los investigadores lograron además modular la respuesta piezoeléctrica a partir de la modificación genética de las principales proteínas de la cubierta del fago. Lo que significaría que “energías aún mayores se pueden obtener combinando capas ordenadas de fagos en configuraciones arregladas en serie o paralelo”, explica Reyes Cervantes.

E incluso, continúa el físico: “Estos dispositivos basados en fagos presentan también un efecto piezoeléctrico inverso que sugiere su posible uso como actuadores que sirva, por ejemplo, para producir desplazamientos muy pequeños de escala nanométrica controlados mediante la aplicación de impulsos eléctricos al dispositivo”.

También los dispositivos pueden servir como recolectores de energía a través de los cuales se puedan aprovechar los movimientos microscópicos, por ejemplo, de entes biológicos y transformarlos en corrientes eléctricas para almacenar posteriormente la energía eléctrica resultante, dijo Reyes Cervantes a Noticias IFUNAM.

Gracias a que se reproducen de manera permanente, los virus ofrecen una carga eléctrica constante y quizás inagotable. De manera que los investigadores ven en ellos una puerta a la generación de electricidad ecológica, simple y prometedora para dispositivos eléctricos.

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