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MIT研制出由病毒构成的微型电池
作者:金 波  日期:2008-09-08  信息来源:科学研究动态监测快报   【背景色 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色) 】  【字体:
 

 

据麻省理工学院820报道,该校研究人员宣布开发出了仅有半个人体细胞大小的微型先进电池,这种电池将由病毒微生物构成。此项研究工作受美国陆军研究所(Army Research Office Institute)和David and Lucille Packard基金会资助。

麻省理工学院教授Paula T. HammondAngela M. BelcherYet-Ming Chiang和研究小组同事共同负责此项研究。微型电池包括阴极和阳极,它们由电解液进行隔离,研究人员目前已完成这种微型电池三个关键组件中的两个组件设计(阳极和电解液)。该微型电池可向植入式医学传感器或晶片实验室(labs-on-a-chip)等一系列微型设备提供动力。这一研究结果发表在最近一期的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上4。他们指出,这是用于制作和安装微电池电极的第一个微实例,同时这也是首次将病毒用于微型电池制造。Belcher表示,这项技术自身并不涉及任何昂贵装置,同时该实验可在室温下完成。

           

首先,研究小组在清洁的橡胶材料上使用一种名为软平版印刷术(soft lithography)的普通技术建立微型电池接头模型,这些微型电池接头直径仅有4~8 μm。在电池接头的顶部,研究人员沉积了多层双聚合体,作为固态电解液和电池隔板。然后将病毒自装配在电池接头的聚合体层顶部,最终形成阳极。这样便形成了一个微型电池接头模具,每个电池接头都覆盖着电解层和氧化钴阳极。

下一步,研究人员除了利用病毒自组装技术建立完整电池的第三个组件——阴极外,还将探索可用于曲面的电池模具。研究人员意图将电池与生物有机体相整合。

研究人员是受到海洋生物鲍鱼的启发,尝试利用转基因病毒制造这种新一代微型电池。他们发现:鲍鱼分泌的一种蛋白质可迫使碳酸钙分子定向排列,形成鲍鱼坚硬的外壳。受到这一启发,Belcher等人通过基因工程培养出携带这种特异蛋白的病毒,这种蛋白不但可以让病毒首尾相接地连成一线,而且还能在病毒外层制造一种特殊的分子。这种分子能自动攫取钴离子和金离子使它们包裹在病毒链上。研究人员希望将来只需将所有组件混合在一起,组件就能自动排列成电池,而且所有过程都能在常温下完成,不需要现在生产电池所必需的高温环境。


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