Изображение Paul Fleet/iStockphoto

Команда исследователей из Массачусетского Технологического Института и Университета Мериленда использовали два разных вируса для создания катода и анода в литий-ионной батарее.

Если успех будет сопутствовать команде из Мериленда, части литий-ионных батарей можно будет выращивать прямо на табачных полях. Если повезет команде MIT, батареи будут встраивать в тканый материал, чтобы обеспечивать энергией множество различных электронных устройств.

«Сегодняшние солдаты должны тащить по несколько килограмм батарей. Если их одежду превратить в батарею, они бы освободились от многих тяжестей, - говорит доктор Марк Аллен из MIT. - То же касается бизнесменов и коммивояжеров, проводящих много времени в дороге».

Эффективный компонент

Вирусы крайне эффективны в том, что касается проникновения в клетку, захвата и использования ее механизма для копирования самих себя.

В течение многих веков врачи делали все возможное, чтобы остановить или замедлить действие вирусов. Сегодня ученые оборачивают эту способность производить огромное количество одинаковых микроскопических структур на пользу человечества. Они уже научились создавать такие структуры, но уступают вирусам в скорости и производительности.

"Обычно для такого производства требуется какая-нибудь нисходящая технология, вроде литографии, - говорит доктор Джеймс Калвер из Университета Мериленда, соавтор недавней статьи в журнале ACS Nano, в которой детально описывается создание кремниевого анода для литий-ионной батареи. - У нас есть вирусный раствор, мы оставляем его на ночь, а вирус делает всю работу".

Ученые использовали два вируса, безопасных для человека: в MIT использовали M13 – вирус, который поражает бактерии; в Мериленде использовали вирус табачной мозаики (TMV) - патогенный микроорганизм, широко распространенный на табачных полях.

Объекты, куда внедряется вирус, могут различаться, но форма вирусов похожа: длинная, тонкая, цилиндрическая. Как сообщил Аллен на заседании Американского Химического Общества, M13 можно подправить и использовать для производства катода из фторида железа.

Безопасность для окружающей среды

Аллен и его коллеги со временем надеются расширить производство, чтобы легкие, перезаряжаемые и долговечные литий-ионные батареи можно было наносить с помощью спрея. Такие материалы будут использовать для зарядки целого ряда устройств - от военных роботизированных летательных аппаратов до гражданских мобильных телефонов.

Новый катод MIT экологически безопасен, потому что все процессы происходят при комнатной температуре и в обычной воде. А эксперимент ученых из Мериленда оказался не только экологичным, но и буквально зеленым.

«Исходя из наших целей и в лабораторных условиях, мы можем делать с вирусом, что угодно , - говорит Калвер. – Выращивать их в полевых условиях – вот что интересует прежде всего. Это должно быть дешево и относительно просто».

В ближайшее время Калвер не обещает, что фермеры будут собирать урожай из «батареек», но их новый анод уже показал свою мощь. Литий-ионная батарея с анодом на основе кремния дала примерно 10-кратное увеличение мощности по сравнению с существующим графитовым анодом.

© Эрик Бленд. Перевод Исаева Е.

Источник: popnano.ru