Sunday, 24 May 2009

Μπαταρίες από ιούς: Μικροσκοπικές, Ευλύγιστες, Φθηνές;

H Angela Belcher, ειδική στην επιστήμη των υλικών και καθηγήτρια βιο-μηχανικής στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο Μασαχουσέτης, έχει σκεφτεί ότι η ενέργεια στις ηλεκτρονικές μικροσυσκευές του μέλλοντος μπορεί να προέρχεται από μικροσκοπικές αυτοδημιουργούμενες μπαταρίες, στο μέγεθος περίπου ενός κυττάρου. Αυτές θα μπορούν να φτιάχνονται με τη βοήθεια των ιών χάρη στις νέες προόδους στην τεχνολογία.

H Angela Belcher με τη βοήθεια των συνεργατών της έριξε ένα μίγμα του αβλαβούς - γενετικά μεταλλαγμένου - ιού Μ13 και μετάλλου κοβαλτίου πάνω σε ένα φιλμ σιλικόνης (πυριτίου), κι έτσι δημιούργησε μια εύκαμπτη μικροσκοπική μπαταρία, που μπορεί να αναπαραχθεί μαζικά και φθηνά.

Βέβαια η νέα τεχνολογία μπορεί θεωρητικά, με την τεχνική της αποτύπωσης, να μετατρέψει σε συσκευή αποθήκευσης ενέργειας οποιαδήποτε επιφάνεια - για παράδειγμα μικρούς ανιχνευτές εμφυτευμένους στο ανθρώπινο σώμα για ιατρικούς λόγους. Μια τέτοια μπαταρία είναι άκρως εύκαμπτη και, επειδή μπορεί μέχρι και να διπλωθεί, θα μπορούσε ακόμα και να φοριέται πάνω σε ένα ρούχο.

Η τεχνική της αποτύπωσης συνίσταται στο σταμπάρισμα μιας ειδικής βάσης, για παράδειγμα σιλικόνης, έτσι ώστε ο αρνητικά φορτισμένος ιός Μ13 και το θετικά φορτισμένο κοβάλτιο ή λίθιο να αυτο-συναρμολογούνται σε μπαταρία, σε κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας δωματίου. Για να αυτοδημιουργηθεί μια τέτοια μπαταρία από τους ιούς Μ13 χωρίς ιόντα χρειάζεται περίπου μια ώρα. Αυτή δε είναι διπλάσιας ισχύος σε σχέση με τις κλασικές χημικές μπαταρίες. Πρόσθετα οι πρωτοποριακές αυτές μπαταρίες μπορούν να είναι και επαναφορτιζόμενες γι αυτό και θεωρούνται πιο φιλικές για το περιβάλλον.

Η μπαταρία από ιούς συναρμολογείται στη θερμοκρασία δωματίου, έχει σχετικά ουδέτερο pH, και χρησιμοποιεί πολύ μικρά ποσά δυνητικά προβληματικών για το περιβάλλον μετάλλων, όπως είναι το λίθιο και το κοβάλτιο.

Η νέα αυτή τεχνολογία έχει εξαιρετικές δυνατότητες για την παρακολούθηση ασθενειών, όπως οι καρδιοπάθειες και ο καρκίνος, δήλωσε η ογκολόγος Kimberly Kelly, καθηγήτρια στο πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια. Μετά τη χημειοθεραπεία ή την εγχείρηση, ο ασθενής πρέπει να παρακολουθείται μήπως ο καρκίνος επιστρέψει. Μια εμφυτευμένη μικροσκοπική συσκευή, τροφοδοτημένη με ενέργεια από μια μπαταρία ιών Μ13, θα μπορούσε να ανιχνεύει έγκαιρα τις καρκινικές πρωτεΐνες από τα καρκινικά κύτταρα που θα ανανεώνονται. Σε απάντηση στο γεγονός αυτό, θα μπορούσε να ανάβει (κυριολεκτικά, ενεργοποιώντας ένα μικρό LED), για να προειδοποιεί τόσο τους ασθενείς όσο και τους γιατρούς. Θα ήταν σαν μια μηχανή ελέγχου με φως για να προειδοποιεί για καρκίνο ή καρδιακή προσβολή.

Η Angela Belcher πιστεύει ότι η πρακτική υλοποίηση της νέας αυτής τεχνολογίας αναμένεται να έρθει στα δύο έως πέντε προσεχή χρόνια). Ονειρεύεται μάλιστα ακόμα πιο επαναστατικές εφαρμογές, όπως μεγάλες μπαταρίες ιών ενσωματωμένες πάνω στις επιφάνειες των αυτοκινήτων, που θα αντικαταστήσουν τις παραδοσιακές μπαταρίες.

Η μελέτη της δημοσιεύτηκε στα Πρακτικά της Αμερικανικής Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών.
Physics4u

No comments: