p Imagine carregar seu telefone enquanto você caminha, graças a um gerador fino como papel embutido na sola do seu sapato. Este cenário futurista está agora um pouco mais próximo da realidade. Cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia dos EUA (Berkeley Lab) desenvolveram uma maneira de gerar energia usando vírus inofensivos que convertem energia mecânica em eletricidade. p Os cientistas testaram sua abordagem criando um gerador que produz corrente suficiente para operar um pequeno display de cristal líquido. Ele funciona batendo um dedo em um eletrodo do tamanho de um selo postal revestido com vírus especialmente projetados. Os vírus convertem a força da torneira em carga elétrica.

p Seu gerador é o primeiro a produzir eletricidade aproveitando as propriedades piezoelétricas de um material biológico. A piezoeletricidade é o acúmulo de uma carga em um sólido em resposta ao estresse mecânico.

p O marco pode levar a dispositivos minúsculos que coletam energia elétrica das vibrações de tarefas cotidianas, como fechar uma porta ou subir escadas.

p Ele também aponta para uma maneira mais simples de fazer dispositivos microeletrônicos. Isso ocorre porque os vírus se organizam em um filme ordenado que permite que o gerador funcione. A automontagem é um objetivo muito procurado no exigente mundo da nanotecnologia.

p Os cientistas descrevem seu trabalho em uma publicação online antecipada da revista em 13 de maio. Nature Nanotechnology .

p "É necessária mais pesquisa, mas nosso trabalho é um primeiro passo promissor para o desenvolvimento de geradores de energia pessoal, atuadores para uso em nano-dispositivos, e outros dispositivos baseados em eletrônicos virais, "diz Seung-Wuk Lee, um cientista docente na Divisão de Biociências Físicas do Laboratório de Berkeley e um professor associado de bioengenharia da UC Berkeley.

p Ele conduziu a pesquisa com uma equipe que inclui Ramamoorthy Ramesh, um cientista da Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab e professor de ciências de materiais, Engenharia, e física na UC Berkeley; e Byung Yang Lee da Divisão de Biociências Físicas do Laboratório Berkeley.

p O efeito piezoelétrico foi descoberto em 1880 e desde então foi encontrado em cristais, cerâmica, osso, proteínas, e DNA. Também está sendo usado. Os isqueiros elétricos e os microscópios de varredura não funcionariam sem ele, para citar alguns aplicativos.

p Mas os materiais usados ​​para fazer dispositivos piezoelétricos são tóxicos e muito difíceis de trabalhar, o que limita o uso generalizado da tecnologia.

p Lee e seus colegas se perguntaram se um vírus estudado em laboratórios em todo o mundo oferece uma maneira melhor. O bacteriófago M13 ataca apenas bactérias e é benigno para as pessoas. Sendo um vírus, ele se replica aos milhões em poucas horas, então há sempre um suprimento constante. É fácil fazer a engenharia genética. E um grande número de vírus em forma de bastonete se orientam naturalmente em filmes bem ordenados, muito parecido com o modo como os pauzinhos se alinham em uma caixa.

p Essas são as características que os cientistas procuram em um bloco de construção nano. Mas os pesquisadores do Berkeley Lab primeiro tiveram que determinar se o vírus M13 é piezoelétrico. Lee voltou-se para Ramesh, um especialista no estudo das propriedades elétricas de filmes finos em nanoescala. Eles aplicaram um campo elétrico a um filme de vírus M13 e observaram o que aconteceu usando um microscópio especial. As proteínas helicoidais que revestem os vírus se retorceram e giraram em resposta - um sinal claro do efeito piezoelétrico em ação.

p Próximo, os cientistas aumentaram a força piezoelétrica do vírus. Eles usaram a engenharia genética para adicionar quatro resíduos de aminoácidos carregados negativamente a uma extremidade das proteínas helicoidais que revestem o vírus. Esses resíduos aumentam a diferença de carga entre as extremidades positivas e negativas das proteínas, que aumenta a voltagem do vírus.

p Os cientistas aprimoraram ainda mais o sistema, empilhando filmes compostos de camadas únicas do vírus, umas sobre as outras. Eles descobriram que uma pilha com cerca de 20 camadas de espessura exibia o efeito piezoelétrico mais forte.

p A única coisa que faltava fazer era um teste de demonstração, então os cientistas fabricaram um gerador de energia piezoelétrico baseado em vírus. Eles criaram as condições para que os vírus geneticamente modificados se organizassem espontaneamente em um filme de várias camadas que mede cerca de um centímetro quadrado. Este filme foi então ensanduichado entre dois eletrodos banhados a ouro, que foram conectados por fios a uma tela de cristal líquido.

p Quando a pressão é aplicada ao gerador, ele produz até seis nanoamperes de corrente e 400 milivolts de potencial. Isso é corrente suficiente para piscar o número "1" no visor, e cerca de um quarto da voltagem de uma bateria AAA.

p "Agora estamos trabalhando em maneiras de melhorar essa demonstração de prova de princípio, "diz Lee." Porque as ferramentas da biotecnologia permitem a produção em grande escala de vírus geneticamente modificados, materiais piezoelétricos baseados em vírus podem oferecer uma rota simples para novos microeletrônicos no futuro. "