Как объясняют ученые, белковая оболочка вируса построена таким образом, что при механической деформации на ее поверхности возникает так называемый дипольный момент - асимметрия распределения положительных и отрицательных зарядов. "Перекос" в концентрации разных носителей зарядов приводит к появлению электрического тока в проводнике, подключенном к разным концам пьезоэлектрика.

Ученые отлили тонкую пленку из раствора частиц вирусов, высушили ее и проверили ее пьезоэлектрические свойства. Эксперимент подтвердил, что частицы бактериофага М13 способны участвовать в пьезоэффекте.

Ли и его коллеги не были довольны силой тока, который вырабатывался при деформации вирусной пленки, и поэтому они решили улучшить ее свойства, модифицировав геном бактериофага.

Для этого исследователи "отредактировали" несколько участков в гене, отвечающем за "сборку" белковых компонентов оболочки вируса, и добавили в белок несколько аминокислотных "хвостов" с частично отрицательным зарядом. Добавление дополнительных аминокислот повысило разницу между положительным и отрицательным полюсами диполя, что улучшило пьезоэлектрические свойства вирусной пленки.

Убедившись в достаточной эффективности нового штамма вируса, ученые собрали экспериментальный генератор электричества. Для этого они вырастили множество вирусных частиц и отлили 20 отдельных пленок, которые они наложили друг на друга и соединили при помощи электродов.

По словам Ли и его коллег, сжатие данной пленки вырабатывает достаточное количество электричества для включения жидкокристаллического дисплея и изображения на нем цифры "один" в течение нескольких секунд. Как утверждают исследователи, пленка вырабатывала ток напряжением в 400 милливольт и силой в 6 наноампер.

Физики полагают, что подобные пленки могут быть интегрированы в одежду или обувь и послужат источником питания или зарядки для мобильной электроники. Однако для этого потребуется многократное улучшение пьезоэлектрических свойств разработанной пленки.