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Energia

Energia viral: Eletricidade é gerada por vírus

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/05/2012

Eletricidade é gerada por vírus
O protótipo do biogerador de vírus está sob o dedo do pesquisador. Pressionado, o dispositivo gera energia suficiente para alimentar o painel LCD, que mostra o número 1.
[Imagem: LBL]

Biogerador

Não fazer mal à saúde já é uma grande coisa quando se trata de vírus.

Mas um vírus comedor de bactérias, chamado bacteriófago M13, pode virar o jogo, e se transformar em uma nova opção no emergente campo da "colheita de energia", que busca dispositivos capazes de gerar potências suficientes para alimentar aparelhos eletrônicos portáteis.

A técnica mais usada nesses pequenos nanogeradores de energia emprega materiais piezoelétricos, que geram energia quando são submetidos a uma tensão mecânica - quando são apertados ou dobrados.

Seung-Wuk Lee e seus colegas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, nos Estados Unidos, queriam uma opção mais biológica e mais "verde" do que as ligas piezoelétricas tradicionais.

Eles se voltaram então para um material biológico que possui a propriedade da piezoeletricidade: vírus geneticamente modificados.

Vírus geradores de energia

Já existem várias pesquisas usando os vírus bacteriófagos M13, inclusive na construção de baterias, mas ninguém até hoje havia demonstrado que eles são piezoelétricos.

Os pesquisadores demonstraram que o efeito é gerado por proteínas em formato de mola, localizadas na capa externa do vírus.

Como o efeito não era muito forte, eles usaram engenharia genética para adicionar quatro aminoácidos com carga negativa em uma das extremidades da proteína helicoidal.

Essas moléculas aumentam a diferença de carga entre as extremidades positiva e negativa da proteína, aumentando a energia gerada pelo vírus.

Eletricidade é gerada por vírus
Cada vírus M13 mede 880 nanômetros, sendo recoberto com 2.700 proteínas eletricamente carregadas. As diversas fibras, compostas por centenas de vírus, são empilhadas para aumentar a energia produzida pelo biogerador.
[Imagem: LBL]

As vantagens começaram na hora de fabricar o biogerador: os vírus são bem comportados e organizam-se autonomamente, formando um filme sobre o substrato que o projetista escolher.

E, como um bom vírus, ele se multiplica rapidamente, alcançando a cifra de milhões em algumas horas, o que significa que nunca faltará matéria-prima para os biogeradores.

Biogerador piezoelétrico

O nanogerador foi construído sobre um material flexível, para poder ser flexionado ou comprimido, de forma a extrair a energia dos vírus.

O efeito foi aumentado usando várias camadas do vírus. Os testes indicaram que 20 camadas produzem o efeito piezoelétrico mais forte.

O protótipo produz 400 milivolts de tensão, e fornece uma corrente de 6 nanoamperes, suficiente para alimentar um módulo LCD.

"Nós estamos trabalhando em formas de melhorar esse protótipo," disse Lee. "Como as ferramentas da biotecnologia permitem a fabricação em larga escala de vírus geneticamente modificados, materiais piezoelétricos baseados em vírus poderão oferecer uma rota simples para alimentar os aparelhos microeletrônicos do futuro."

Os pesquisadores afirmam que pretendem construir uma versão do biogerador piezoelétrico com potência suficiente para transformar um sapato em um gerador de energia.

Pelo menos dois grupos já apresentaram versões diferentes de sapatos geradores de energia, um dos quais usando os materiais piezoelétricos inorgânicos tradicionais:

Bibliografia:

Artigo: Virus-based piezoelectric energy generation
Autores: Byung Yang Lee, Jinxing Zhang, Chris Zueger, Woo-Jae Chung, So Young Yoo, Eddie Wang, Joel Meyer, Ramamoorthy Ramesh, Seung-Wuk Lee
Revista: Nature Nanotechnology
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nnano.2012.69






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