Gli scienziati dei Berkeley Lab hanno trovato un modo per generare energia usando virus innocui che convertono l’energia meccanica in elettrica. In futuro – forse non tanto lontano – potremmo ritrovarci a ricaricare il telefono camminando, grazie a un generatore inserito nella suola della scarpa.

I ricercatori hanno messo alla prova la loro soluzione creando un generatore in grado di produrre abbastanza corrente per consentire il funzionamento di un piccolo schermo a cristalli liquidi. Sembrerà strano, ma il tutto funziona toccando un elettrodo delle dimensioni di un francobollo, rivestito di virus modificati geneticamente capaci di convertire la forza applicata in una carica elettrica.

Si tratta, a tutti gli effetti, del primo generatore che produce elettricità sfruttando le proprietà piezoelettriche di un materiale biologico. La piezoelettricità non è altro che l’accumulo di una carica all’interno di un solido in risposta a uno stress meccanico.

Ecco il batteriofago M13, lungo 880 nanometri e con un diametro di 6.6 nanometri. È rivestito di 2700 proteine caricate che permettono agli scienziati di usare il virus come nanofibra piezoelettrica

“Sono necessarie ulteriori ricerche, ma il nostro lavoro è un promettente primo passo verso lo sviluppo di generatori di energia personali, attuatori per nano-dispositivi e altri prodotti basati sull’elettronica virale”, ha dichiarato lo scienziato Seung-Wuk Lee.

Il virus in questione è il batteriofago M13 che attacca solamente i batteri e non causa alcun problema all’essere umano. Era già stato usato dal MIT in un precedente esperimento, che aveva certamente aperto la strada ma non era arrivato a una dimostrazione concreta.

Trattandosi di un virus, è capace di replicarsi milioni di volte in poche ore, ma la sua caratteristica è che grazie all’ingegneria genetica è in grado di allinearsi in modo ordinato. I ricercatori hanno capito che questo batteriofago fosse piezoelettrico applicando un campo elettrico a un filamento e rilevando il movimento delle proteine elicoidali ??che rivestivano il virus.

Gli scienziati hanno successivamente aumentato la forza piezoelettrica del virus tramite l’ingegneria genetica, aggiungendo quattro amminoacidici residui carichi negativamente a una estremità delle proteine ??elicoidali. Questi residui hanno accresciuto la differenza di carica tra il finale positivo e quello negativo delle proteine??, incrementando la tensione del virus. Il sistema è stato poi ulteriormente migliorato impilando singoli strati di virus uno sopra l’altro, e trovando l’equilibrio a circa 20 strati.

A questo punto l’unica cosa da fare era una prova pratica. Gli studiosi hanno creato le condizioni per permettere ai virus geneticamente modificato di organizzarsi spontaneamente in una soluzione multistrato da circa un centimetro quadrato.

La pellicola ottenuta è stata interposta tra due elettrodi placcati oro, collegati da fili a uno schermo a cristalli liquidi. All’applicazione di una pressione, gli studiosi hanno visto che la soluzione funzionava e venivano generati sei nanoampere di corrente e 400 millivolt di tensione, abbastanza per far lampeggiare il numero “1” sul display e circa un quarto della tensione di una batteria tripla A.

Quanto ottenuto potrebbe consentire realizzare dispositivi molto piccoli che raccolgono l’energia elettrica dalle vibrazioni create dalle attività quotidiane, come la chiusura di una porta o i passi che si compiono per salire le scale. “Speriamo di migliorare le prestazioni di 100 o 1000 volte”, ha dichiarato Lee. “Dovrebbe essere sufficiente per applicazioni reali”.