Wirusowe elektrody
Monika Urbańska | 2006-04-07
Genetycznie modyfikowane wirusy, formujące się w ujemnie naładowane elektrody, mogą pewnego dnia zrewolucjonizować produkcję akumulatorów i baterii.
Międzynarodowemu zespołowi badaczy, pracującemu pod kierownictwem naukowców z Massachusetts Institute of Technology, udało się stworzyć wirusy, mające zdolność pokrywania się cienką warstwą metalu oraz odpowiedniego, samoczynnego szeregowania się. Dzięki temu, tworzą one efektywną anodę- ujemnie naładowany składnik baterii. „Powstałe w ten sposób nanoprzewody, mogą być używane do tworzenia nowych form baterii litowo-jonowych” - mówią naukowcy.
Zespół badaczy, pod kierownictwem A. Belcher, w celu stworzenia wirusowych elektrod, zmodyfikował genetycznie bakteriofaga M13. Do wirusowego materiału genetycznego naukowcy wprowadzili fragment pojedynczej nici DNA, kodujący specyficzne białko, występujące na zewnętrznej części płaszcza i mające zdolność przyłączania jonów kobaltu oraz złota. Ta kombinacja przekształca wirus w wydajną elektrodę, która stwarza idealny kanał dla przepływu elektronów.
W celu wyselekcjonowania odpowiedniego materiału genetycznego, kodującego białka przyłączającego cząstki złota, zespół badaczy wystawił wirusy na działanie metalu. Następnie wyizolowano materiał genetyczny z tych wirusów, które najsilniej wiązały metal. W celu utworzenia kompleksu wiążącego kobalt, naukowcy wykorzystali pobrane z komórek zwierzęcych geny, kodujące białka przyłączające jony wapnia. Powodem takiego działania był fakt, iż w organizmach kobalt wiązany jest w podobny sposób jak wapń.
Odpowiednio zmodyfikowany wirus, poddano inkubacji w roztworze chlorku kobaltu, w temperaturze pokojowej, do momentu pokrycia się powierzchni wirusa jednolitą warstwą tlenku kobaltu. Dodatek złota miał na celu zwiększenie efektu przewodzenia elektronów.
„Materiał genetyczny wirusa może być łatwo wymieniany.”- mówią naukowcy, dlatego też relatywnie łatwe wydaje się stworzenie innych elementów baterii, włączając dodatnio naładowane elektrody. „Teraz zaprojektowanie innych składników wydaje się bardzo proste. Aby powstała nowa bateria wystarczy zgromadzić wszystkie jej elementy razem i pozwolić im się połączyć.”- mówi Angela Belcher.
Dodatkowym atutem jest to, iż baterię taka możemy wyprodukować w temperaturze pokojowej i bardzo bezpiecznych warunkach, w przeciwieństwie do warunków, jakie towarzyszą obecnie produkcji akumulatorów.
„Innym ważnym aspektem jest jej skalowalność czyli zdolność do dalszej rozbudowy. Badaczom udało się przenieść z nanoskali w makroskalę, co oznacza , że będzie można stworzyć baterię o dowolnym kształcie i rozmiarze. Zmodyfikowane wirusy mają również zdolność przylegania do powierzchni oraz wytwarzania jednolitej warstwy tworzącej anodę. Nie jest trudno wyobrazić sobie produkcję wirusowych baterii na skalę przemysłową”- mówi Trevor Douglas, pionier badań nad chemią nanomateriałów z Uniwersytetu Stanowego w Montanie.
Z drugiej strony, stworzenie tak małych baterii, daje możliwość miniaturyzacji różnych urządzeń np. aparatów słuchowych.
Źródło: Reuters, Science
Komentarze
omnikron | 2006-04-25 00:00:00
miniaturyzacja miniaturyzacją, ciekawe o ile może wynosić pojemność takiej wirusowej bateryjki, powiedzmy rozmiarów "paluszka".
elektryk | 2010-10-02 16:39:00
...albo jeden kabel do kibla tam duzo bakteri a drugi użiemić..tylko nie zgłaszajcie do elektrowni..bo założą licznik wam na kibel..