En la interminable búsqueda de fuentes de energía ecológicas, los científicos han usado organismos vivos cada vez más y más pequeños: maíz, algas, bacterias, etcétera. Ahora como último descubrimiento, un grupo de ingenieros de la Universidad de Berkeley (California) han dado un paso más ideando el modo de generar electricidad mediante el fago M13, un virus que afecta a bacterias exclusivamente. Este descubrimiento podría llevar a la obtención de teléfonos capaces de recargarse mientras caminamos aunque, por ahora, este dispositivo de "energía vírica" cuenta de una potencia limitada.
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| El equipo con el Dr. Seung-Wuk Lee en el centro |
La base del descubrimiento se llama piezoelectricidad. Suena muy complicado de explicar y entender pero no lo es tanto. Esta piezoelectricidad es una propiedad que permite transformar la energía mecánica en energía eléctrica. Casi todos los micrófonos incorporados en teléfonos móviles son piezoeléctricos: transforman la energía de las ondas sonoras de nuestra voz en impulsos eléctricos, los cuales se transmiten y son otra vez transformados en ondas sonoras por el teléfono receptor. El problema de la piezoelectricidad, explica Seung-Wuk Lee, experto en bioingeniería de la Universidad de Berkeley, es que los materiales utilizados para la construcción de estos dispositivos son generalmente metales pesados como el plomo o el cadmio. Pero hay un gran abanico de biomoléculas, como proteínas o ácidos nucleicos, que disponen de esta propiedad piezoeléctrica. Generan electricidad al ser comprimidas, con la ventaja obvia de que no muestran toxicidad (a diferencia de los dispositivos tradicionales.
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| Bacteriofago M13. Marcado con flechas amarillas, la región proteica modificada |
Lee y sus colaboradores han descubierto que el bacteriófago M13 cumple con todos los requisitos. Ya que solo infecta bacterias, es totalmente seguro para el ser humano. Por si fuera poco, resulta muy barato y fácil de crear, pues a partir de un solo frasco con bacterias, podemos obtener billones de ejemplares de este virus. La propia geometría de este virus (con forma de bastoncillo) facilita que estos se dispongan de forma espontanea en finas capas. Para mejorar su faceta de generador eléctrico, el equipo de Lee ha modificado el contenido de aminoácidos (proteínas) de su membrana celular añadiendo 4 moléculas de glutamato (un aminoácido), que tiene una carga eléctrica negativa. Se dispusieron los virus en varias capas superpuestas para ampliar el efecto piezoeléctrico.
Al conectar estas capas de virus, de un centímetro cuadrado, a un par de electrodos, se generó suficiente electricidad como para que el número 1 apareciera en una pantalla de cristal líquido. Aunque el voltaje generado no pasó de los 400 milivoltios (más o menos una cuarta parte del voltaje generado por una pila AAA), el estudio ha conseguido su objetivo: demostrar la viabilidad de los biomateriales piezoeléctricos.
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| Montaje experimental y resultado |
"Este experimento hará de este campo de investigación algo mucho más emocionante", asegura Zhong Lin Wang, ingeniero del Instituto Tecnológico de Georgia, quien no participo en el estudio. "Las propiedades de estos biomateriales permitirán aplicaciones excepcionales en el futuro", como un marcapasos alimentado por el latido del propio corazón
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