Kompjuterski virus neće pomoći radu vašeg laptopa … ali biološki bi virus mogao! Blagim genetskim inžinjeringom viruse bi se moglo navesti da prave punjive litijske baterije za pogon laptopa, iPoda, mobitela i drugih elektroničkih spravica. Tako barem tvrde znanstvenici koji su svoje nalaze objavili u časopisu Science, početkom travnja.
U ranijem istraživanju, ista je ekipa znanstvenika iskoristila viruse za stvaranje negativne elektrode, anode, u bateriji. U novom radu, znanstvenici su modificirali gene virusa za pozitivnu elektrodu, katodu. Kada se obje elektrode stave zajedno, nastaje virusna baterija koja bi trebala funkcionirati bolje od tradicionalne litijske baterije, a uz to bi bila i dobra po okoliš, kažu znanstvenici.
„Zbog toga što su virusi živi organizmi, morali smo koristiti samo otapala topljiva u vodi, nema nikakvog visokog tlaka, niti visokih temperatura,“ kaže Angela Belcher, znanstvenica koja je jedan od autora studije i specijalist za materijale pri MIT-ju, Massachusettskom institutu tehnologije, u Cambridgeu.
Litijske baterije pohranjuju i otpuštaju električnu energiju kada se ioni litija i elektroni kreću između anode i katode. Katoda je često napravljena od željeznog sulfata, stabilnog materijala koji, u reakciji s litijem, ima vrlo visok kapacitet za pohranu energije. No, on nije baš dobar provodnik, te je kretanje iona i elektrona kroz katodu relativno sporo, što bateriju čini manje efikasnom u otpuštanju energije.
Ioni i elektroni mogu se kretati kroz manje čestice brže. Ali, proizvodnja čestica željeznog fosfata nano veličine vrlo je težak i skup proces, kažu znanstvenici. Dakle, ekipa gospođe Belcher pušta virus da obavi taj posao. Manipulacijom gena virusa M-13 tako da se virus sam obloži slojem željeznog fosfata, znanstvenici su dobili čestice nano veličine. „Jednostavno koristimo biološku šablonu koja već jeste nano-veličine,“ kaže Angela Belcher.
Manipulacijom drugog gena postignuto je da se virus veže za ugljične nanocjevčice koje odlično provode struju. Rezultirajuća mreža virusa obloženih željeznim fosfatom i ugljičnih nanocjevčica stvara katodu visoke provodljivosti, kroz koju se ioni i elektroni mogu kretati vrlo brzo.
„Ovaj je rad vrlo uzbudljiva prekretnica u istraživanjima,“ prokomentirao je kemičar Kang Xu, ekspert za baterije u Vojnom znanstveno-istraživačkom laboratoriju u Adelphiju, u saveznoj državi Maryland. „Belcherova je prva iskoristila viruse kao nano-šablonu za sastavljanje materijala.“
Korištenjem različitih materijala za katodu, buduće bi baterije mogle biti još bolje, kaže Angela Belcher, dodajući: „Ovaj rad upravo dokazuje da naš koncept funkcionira.“