Wetenschappers wekken energie op met behulp van virussen

Wetenschappers van de Amerikaanse regering hebben elektriciteit kunnen opwekken met de piëzo-elektrische eigenschappen van bepaalde virussen. In een prototype wordt elektriciteit opgewekt door op een plaatje te drukken.

In het Berkeley Lab, een wetenschapslaboratorium van het Amerikaanse Department of Energy, hebben wetenschappers een prototype gemaakt van een klein display dat aangedreven wordt door bepaalde biologische virussen. Die virussen hebben piëzo-elektrische eigenschappen, wat betekent dat zij onder druk een elektrische lading genereren.

Door te duwen op een plaatje waarin de virussen op een bepaalde manier zijn geordend, wekten de virussen net genoeg energie op om heel kort de helft van het getal 1 te tonen op een lcd, namelijk 6 nano-ampère elektrische stroom en 400 millivolt spanning. Opmerkelijk is dat de virussen, M13-bacteriofagen, zichzelf ordenen om de elektrische lading optimaal te 'verzenden' en dat de virussen niet gevaarlijk zijn voor mensen.

Om de virussen sterkere elektrische ladingen te laten opwekken, moesten de onderzoekers een paar genetische wijzigingen aanbrengen. Een praktische toepassing zal nog even op zich laten wachten, maar het nieuwe concept biedt theoretisch veel mogelijkheden. Volgens de onderzoekers kan met het systeem bijvoorbeeld een mobieltje worden opgeladen door te wandelen met dunne energiegeneratoren in je schoenzool. Als veel van dergelijke plaatjes her en der worden aangebracht, zoals op deuren of trappen, kunnen toestellen van energie worden voorzien door de trillingen waarmee druk op de plaatjes wordt uitgeoefend.

Helaas!
De video die je probeert te bekijken is niet langer beschikbaar op Tweakers.net.

Reacties (55)

[langzaam]

Boven genoemde is al lang mogelijk met piëzo elementen.

Druk wisseling omzetten naar spanning kan al heel lang met piëzo elementen. Ook daar is het opgewekte vermogen het probleem. Dit werkt op een vergelijkbare methode echter met een ander materiaal.

[Daaaaf]

Inderdaad, de vraag is dan ook: wat voegt dit toe aan de al bestaande piëzo-elektrische materialen, zoals bepaalde mineralen en polymeren. Het is leuk dat het kan, maar voor praktische toepassingen alleen interessant als het goedkoper of efficiënter is.

[cyberstalker]

Ik vraag me af hoeveel energie het jezelf kost wanneer je bijvoorbeeld deze virussen in je schoenzool hebt zitten om iets op te laden. Als ik het artikel goed begrijp komt de energie uit de druk die van buitenaf wordt uitgevoerd. Het maken van deze druk kost uiteraard ook energie (die je lichaam opwekt). Word je hier niet sneller moe van?

Ik denk overigens niet dat dat per se iets slechts zou hoeven te zijn, het kan je weer een tripje naar de sportschool besparen.

[Maarten21]

Theoretisch gezien wel.
Net zoals het op zand lopen ook zwaarder is dan op asfalt. In dat geval wordt je energie omgezet naar verplaatsing van zandkorrels en uiteindelijk wrijving (warmte).

In dit geval wordt het omgezet naar elektriciteit. In dit geval is het natuurlijk wel verwaarloosbaar klein. In dit experiment werd 6*10^-9 * 0,4 = 2,4 nanowatt ("6 nano-ampère elektrische stroom en 400 millivolt spanning") gegenereerd.

[Verwijderd]

Ik denk dat de energie die je er zelf in moet steken verwaarloosbaar is. In principe doet de zwaartekracht het werk lijkt me. Deze energie (druk) gaat sowieso al naar beneden toch? In plaats van dat deze energie verloren gaat, zou je deze nu nuttig kunnen gebruiken.

Wellicht dat iemand met meer verstand van dergelijke materie daar iets zinnigs over kan zeggen?

[bbob]

Met zwaartekracht wek je geen energie op. Til een kg omhoog, laat hem vallen.
De val energie zal nooit meer zijn dan de energie om die kilo omhoog te tillen.

Was bovenstaande niet het geval had je dus een voorbeeld van oneindige energie waar we allemaal naar zoeken.

Een automatisch horloge werkt al jaren met bewegingen van je hand om het klokje te laten lopen. Seike heeft dit gecombineerd met het opladen van een kleine condensator.

Maar uiteindelijk iedere enrgie moet opgewekt worden hoe klein ook. Ook voor je beweging heb je energie nodig in de vorm van voedsel en water. Je kan het uiteindelijk verwaarloosbaar noemen, neemt niet weg dat het gewoon energie kost maar het er op lijkt dat het niets kost.

[cyberstalker]

Houdt dat niet in dat je daardoor dus ook verder "wegzakt", als in: Je schoen deukt in (virussen worden samengedrukt), waardoor je je voet weer verder omhoog moet trekken om op dezelfde hoogte te komen.

[Standeman]

Zoals gezegd, verwaarloosbaar met dagelijks gebruik. Misschien dat militairen op een 8 uur speedmars er iets van merken, maar de rest van de mensheid merkt er waarschijnlijk niets van...

[LopendeVogel]

Hoewel die het niet zullen gebruiken aangezien verende schoenen meer energie vraagt.
Als het in een normale zool kan, en dan bedoel ik niet van die spice girls schoenen zoals de nike air dan zou het niet vreemd zijn om het in elke zool te planten mits je geen rare stekker aansluiting achter je hiel hebt zitten..
Wellicht leuker als je gewoon een mini usb connector op je fiets ofzo kan aansluiten, zal een stuk meer energie geven zonder dat je er veel last van hebt..

Maar goed, leuk dat de wetenschappers hier ook geld voor krijgen.. Hoewel het me eerlijk gezegd na het lezen van het artikel me totaal niks meer interesseert, de titel was wel leuk..

[Reactie gewijzigd door LopendeVogel op 23 juli 2024 03:48]

[mbb]

Ook wel geinig idee inderdaad; 4 dynamo's op je fiets om al je electronica op te laden
alhoewel het nu de andere kant opgaat, meestal fietsverlichting op batterijen.

[Verwijderd]

Klopt, maar is dat niet verwaarloosbaar?

En daarbij, veel schoenen hebben sowieso al een soort demping om het lopen aangenamer te maken, deze demping kan je in principe vervangen door een demping van virussen. Dan heb je dus geen extra beweging (voet verder omhoog trekken als bij normale schoenen). Dus volgens mij zou het weinig verschil hoeven te maken met reguliere schoenen.

[zonoskar]

De stroom die hier opgewekt wordt is ook verwaarloosbaar. Als je het op dezelfde schaal gaat bekijken kun je waarschijnlijk het ene tegen het andere wegstrepen. Gratis stroom bestaat niet.

[airell]

Ik denk dat de zwaartekracht al het werk doet. Je komt misschien minder hard neer omdat het element er tussen zit, een soort 'nike-virus-max'...

[CrackSlet]

Volgens mij is dit gewoon energie die anders verloren gaat aan demping in je schoenzool. De kracht die erop wordt gezet, wordt door de zwaartekracht geleverd, niet spierkracht. In je schoenzool zou het dus meer een systeem zijn wat de verloren energie opvangt ipv extra energie onttrekt aan lichaam.

[David Mulder]

Technisch gezien wordt de kracht niet door de zwaartekracht geleverd, want de actie komt nog steeds van jouw (heel technisch gesproken is de term daar niet correct, maja, ik ga pas weer over natuurkunde denken over een paar maande ). Hoe dan ook, praktisch zul je geen energie kunnen opwekken door toe te kijken naar de zwaartekracht zonder eerst die schoenen of wat dan ook op te tillen en als die virussen de energie alleen van jouw omzetten (en niet van bijv. de zon of hitte) dan zie ik niet in hoezo dit zo veel voordelen heeft over meer traditionelere manieren van beweging in energie om zetten.

En trouwens, dit hele artikel praat over virussen alsof het levende organisme zijn, en nu wil ik niet te erg focussen op definities enzo, maar virussen zijn niks anders dan een bepaalde combinatie van moleculen en /doen/ zelfs niks zeg maar. (anders dan bijv. bacterieen) Het enige voordeel is dat je biologische processen kunt gebruiken om virussen te kopieeren.

[Reactie gewijzigd door David Mulder op 23 juli 2024 03:48]

[PuzzleSolver]

Op het moment van opwekking wordt die energie toch wel door de zwaartekracht geleverd. Dat jij de potentiële energie eerst aanmaakt door je voet op te tillen veranderd daar niets aan. Uiteindelijk zal het lopen wel zwaarder worden als je veel energie probeert op te wekken op deze manier (denk aan het lopen op hele dikke in verende zolen).

Ze moeten het nog wel een aardig eind opschalen als ik dit zo lees.

6 nano ampere * 0,400 volt = 2,4 nano watt

Een mobieltje heeft een accu van b.v. 3,7 volt en 2000 mAh = 7,3 watt een uur lang.

Dit dingetje lijkt dat schermpje ongeveer een seconde op te lichten dus om deze batterij op te laden is er 3600* (7,3 / 0,0000000024) = 10.950.000.000.000 keer drukken op dit plaatje. Daar zou ik wel moe van zijn

[arjan445]

het lijkt veel op een knijp kat:p als je hem indrukt komt er energie vrij die wordt gebruikt en dan komt er licht!

[.oisyn]

Word je hier niet sneller moe van?

Nee, die druk oefen je sowieso uit op de atomen waar je op staat. Nu wordt die energie omgezet in warmte. Met die speciale schoenzolen zou een deel worden omgezet in elektriciteit.

[CMG]

Zou het niet efficienter zijn om een pomp met mini turbine te monteren? Dan gebruik je puur de druk. Met de oplossing uit het artikel moet je ook nog een brandstof gebruiken (virussen).

[LopendeVogel]

Jawel, als het in een ''verende'' zool moet word je er aanzienlijk sneller moe van..
Vandaar wellicht handig om naar de schoenen van hardlopers / wandelaars / soldaten te kijken, wat veel lopen.. Die zul je niet op nikies zien met inzakkende zolen.

[Wody]

Leuk, die virussen, totdat ze gaan muteren en wel gevaarlijk worden voor mensen. Dus op zich een leuk idee, maar niet geschikt voor praktijk-situaties.

[InGen10]

in het artikel staat dat de virussen bacteriofagen zijn, die virussen zijn alleen gevaarlijk voor bacteriën, op welke manier ze ook muteren.
Genetische manipulatie gebeurd nu al vaker dan word gedacht, je hebt wel een vergunning nodig, maar de technieken zijn makkelijk uit te voeren, In het 2e jaar van mijn opleiding gaan we bijv. het DNA van de ene plant in een andere plant bouwen.

Ik vind het opzich wel een mooie ontwikkeling, en dit maakt mij echt nieuwsgierig naar de toekomst. Ik denk alleen dat je niet genoeg energie kunt opwekken met virussen, maarja, de tijd zal het ons leren

edit:
@hierboven: Virussen verteren niks, ze dringen een cel binnen en of ze blijven in rust, de lysogene fase. Of ze gaan zich vermeerderen, de lytische fase, dan geven ze de cel opdracht deeltjes van het virus aan te maken en die samen te voegen. als de virussen compleet zijn krijg je lyse van de gastheercel, oftewel knapt de cel open en de virussen gaan op zoek naar andee cellen. of in het geval van dit virus: andere bacteriën. ze bestaan ook alleen maar uit een eiwitmantel en een stukje DNA of RNA. Ze zijn er ook nog niet uit of virussen nou levend zijn of niet.

[Reactie gewijzigd door InGen10 op 23 juli 2024 03:48]

[Verwijderd]

Voor zover ik weet zitten mensen ook vol met / onder de bacteriën? Dus zou het wellicht wel schadelijk voor de mens kunnen worden in zeer onwaarschijnlijke gevallen?

[chime]

Virussen muteren niet zomaar in iets dat gevaarlijk is voor de mensen.

Een virus dat ijzer verteert zal zich bijvoorbeeld niet zo snel muteren in iets dat mensenvlees nodig heeft.
Dit terwijl de stap van varken naar mens weer een pak kleiner is.

[PegOpDeWeg]

In het rubber van banden stoppen, hoe harder je rijd hoe meer energie.

[Zoetjuh]

Daar heb je nog niet eens zo'n gek idee.

Je genereert zo een constrante stroom (aangezien de druk op het ene deel van de band verdwijnt wanneer je daar niet meer op rijdt - en dit het moet hebben van het druk zetten of wegnemen ervan). Een auto is ook lekker zwaar (in vergelijking met de mens), als massa/druk een invloed uitoeffent op hoeveel stroom het opwerkt.. Wie weet (ook al vermoed ik dat de opgewerkte energie een beetje verwaarloosbaar is t.o.v. hetgeen een auto nodig heeft en met z'n eigen motor produceert)..

Edit: Typo's en kleine aanvuling ter verduidelijking.

[Reactie gewijzigd door Zoetjuh op 23 juli 2024 03:48]

[pvink]

De energie die je ervoor nodig hebt is nooit meer dan je eruit zult krijgen. Dus in principe betaal je al voor de energie aan de hand van benzine in de auto. Maar voor de mens lijkt me dit qua kosten meer rendabeler, voedsel is immers niet zo duur.

[varkenspester]

behoud van energie entropie: het zal je meer naft extra kosten dan het opbrengt. in dit geval vooral doordat de wrijving door het drukken zal stijgen

[Technomania]

Interessant? Jazeker.

.. Maar de toepasbaarhied? Krijgen we straks een accu vol virussen? Die moeten toch ook "eten", buiten dat... vrij weinig rendement.

Weet zeker dat als nadat ik me wasdroger heb geleegd en hetzelfde LCD schermpje had aangeraakt dat ik een volle 8 had gehad EN het schermpje opgeblazen was.

Zie meer in toepassingen in statisch opgewekte energie...

... Schijnbaar ben ik extra gevoelig voor statische energie. Krijg bijna altijd een tik van wasmachine, droger, of zoiets simpels als een (plastik) boodschappentasje openen in de supermarkt...

edit: Standeman! U heeft helemaal gelijk! Mijn keuken is een dusdanige bende dat ik ze iedere keer door elkaar haal

Toch blijf ik bij me standpunt. Liever geen virus-accu, en weinig rendement

[Reactie gewijzigd door Technomania op 23 juli 2024 03:48]

[Standeman]

uhmmm, bacterieën en virussen hebben niet zo heel veel gemeen hoor.

[trogdor]

Behalve in dit geval. Het zijn bacteriofagen, virussen die het op bacterien hebben voorzien.

[South_Styler]

Aparte techniek, het zal ook goed kunnen worden toegepast. Dat neemt niet weg wat er gebeurd wanneer zoiets scheurt en het virus eruit loopt. Het is gemanipuleerd en komt weer terug in het systeem... Brengt het dan schade aan? Dat is wel een belangrijk punt namelijk om rekening mee te houden.

[ThePendulum]

Het is maar de vraag hoe lang die virussen het kunnen volhouden buiten de gecontroleerde omgeving van het apparaat.

Of de modificatie evolutionaire gevolgen heeft is natuurlijk lastig in te schatten, maar waarschijnlijk zal het de virussen er niet meer of minder gevaarlijk op maken. Het muteren van virussen betekend in de werkelijkheid zelden tot nooit dat er een levensbedreigend killer-virus ontstaan zoals je geregeld in actiefilms ziet.

[Reactie gewijzigd door ThePendulum op 23 juli 2024 03:48]

[LopendeVogel]

doelend op je 2e alinea: Nou dat weet ik niet, als Amerika inmiddels in de tijd van de crisis een star trek schip aant bouwen is om de ruimte mee in te gaan, dan is volgens mij alles van in films mogelijk

[Verwijderd]

Een erg interessante technologie. Op een natuurlijke wijze energie opwekken (kan natuurlijk ook via andere middelen).

Ik wordt steeds nieuwsgieriger naar de toekomst (over pakweg 50 jaar), hoe alles er dan uitziet. Als dit voorbeeld goed doorontwikkeld kan worden zou je bijvoorbeeld in de toekomst je beeldscherm oid van stroom kunnen voorzien door een gecontroleerd virus (zijn natuurlijk ook weer risico's aan verbonden).

Het ultieme doel is natuurlijk om een telefoon oid te kunnen ontwikkelen die je nooit meer hoeft op te laden omdat deze uit zichzelf van stroom kan worden voorzien door bijvoorbeeld dergelijke virussen.

[BAMMER]

Om de virussen sterkere elektrische ladingen te laten opwekken, moesten de onderzoekers een paar genetische wijzigingen aanbrengen.

Om die regels ga ik mij dan ook zorgen maken... genetisch gemanipuleerde virussen, verwerkt als "batterij" en makkelijk te dumpen in het milieu. Temeer omdat men er (vooralsnog) alleen maar mogelijk/eventueel /wellicht theoretisch toekomstige toepassingen voor kan bedenken...

edit: volgens mij denken meer mensen hier zo....

[Reactie gewijzigd door BAMMER op 23 juli 2024 03:48]

[Marathir]

Ineens wordt het hebben van een virus op je laptop een positief bericht.

[zonoskar]

Goed idee, deze virussen in je toetsen van het toetsenbord inbouwen, dan genereer je energie bij het typen. Het is alleen zo verdomde weinig dus je kunt bij flink hard typen misschien 10 sec extra doen op de accu.

[haifisch]

Ik dacht eerst aan computervirussen, maar deze zullen nog wel een tijdje meer energie kosten dan opleveren

Wat nou als we onder een drukke straat strips aanleggen met deze bacteriën? Wat zouden we daarmee kunnen aandrijven?
Of bekleed er de afsluitdijk mee, elke golf levert energie op!