Virus Bakteri-Makan Dapat Menguatkan Ponsel


Dalam pencarian mereka untuk sumber energi ramah lingkungan, para ilmuwan telah belajar bagaimana memanfaatkan daya dari makhluk hidup yang lebih kecil: jagung pertama, lalu ganggang, sekarang bakteri. Dengan mencari tahu bagaimana menghasilkan listrik menggunakan bakteriofag M13, virus yang menginfeksi bakteri, para insinyur di University of California, Berkeley, masih lebih kecil lagi

Dalam pencarian mereka untuk sumber energi ramah lingkungan, para ilmuwan telah belajar bagaimana memanfaatkan daya dari makhluk hidup yang lebih kecil: jagung pertama, lalu ganggang, sekarang bakteri. Dengan mencari tahu bagaimana menghasilkan listrik menggunakan bakteriofag M13, virus yang menginfeksi bakteri, para insinyur di University of California, Berkeley, masih lebih kecil lagi. Meskipun perangkat bertenaga virus ini hanya menghasilkan sedikit energi, suatu hari kelak dapat membuka jalan bagi telepon seluler yang dapat diisi daya saat Anda berjalan.

Perangkat ini mengandalkan properti yang dikenal sebagai piezoelektrik, yang dapat menerjemahkan energi mekanik, misalnya, ketukan jari, menjadi energi listrik. Sebagian besar mikrofon ponsel adalah piezoelektrik dan mengubah energi dari gelombang suara menjadi output listrik yang ditransmisikan dan diterjemahkan kembali menjadi gelombang suara di telepon penerima. Masalah dengan alat piezoelektrik ini, Berkeley bioengineer Seung-Wuk Lee mengatakan, adalah bahwa mereka terbuat dari logam berat seperti timah dan kadmium. Banyak biomolekul seperti protein dan asam nukleat juga piezoelektrik — mereka menghasilkan listrik ketika dikompresi — tetapi tidak memiliki toksisitas perangkat tradisional.

Lee dan koleganya menemukan bahwa fag M13 berbentuk pensil cocok dengan semua kebutuhan mereka. Karena virus hanya menginfeksi bakteri, itu aman bagi manusia. Dan itu murah dan mudah dibuat: ilmuwan dapat memperoleh triliunan virus dari satu botol bakteri yang terinfeksi. Bentuk virus juga penting karena M13 dapat dengan mudah merakit diri menjadi lembaran tipis. Untuk meningkatkan daya penghasil listrik M13, tim Lee mengutak-atik kandungan asam amino dari lapisan protein luar virus dengan menambahkan empat molekul glutamat bermuatan negatif. Para peneliti menumpuk lembaran virus di atas satu sama lain untuk memperkuat efek piezoelektrik.

Ketika para ilmuwan memasang film virus satu sentimeter persegi ke sepasang elektroda emas dan menekan dengan kuat pada salah satu elektroda itu, film tersebut menghasilkan listrik yang cukup untuk menerangi tampilan kristal-cair dari angka 1. Meskipun hanya menghasilkan Sejumlah kecil daya — 400 milivolt, atau sekitar seperempat energi baterai AAA — studi menunjukkan bahwa piezoelektrik biomaterial layak, kata Lee.

"Ini akan membawa banyak kegembiraan ke lapangan, " kata Zhong Lin Wang, seorang insinyur di Institut Teknologi Georgia yang tidak terlibat dalam penelitian ini. "Dengan memanfaatkan sifat-sifat biomaterial ini, kita dapat menemukan aplikasi unik di masa depan, " seperti alat pacu jantung yang ditenagai oleh detak jantung seseorang.

Artikel ini awalnya diterbitkan dengan judul "Going Viral" in307, 2, 22 (Agustus 2012)

Direkomendasikan