病毒也能造電池

目前市面上使用最廣的鋰電池在充放電過程中由于內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)的原因，都不可避免地存在高溫放熱的情況。不過一個(gè)研究小組在最近的《科學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上報(bào)告的一項(xiàng)研究成果可能會(huì)打破這個(gè)框架。他們利用病毒研制出了一種可以充電的電池，這個(gè)新的研究成果無疑會(huì)為電池的生產(chǎn)提供一個(gè)新的思路。

大多數(shù)的鋰電池會(huì)將一個(gè)鋰離子從正極(負(fù)電性端)傳遞到負(fù)極(正電性端)，而這一過程必須在高溫條件下才能夠?qū)崿F(xiàn)。然而美國MIT(又是這家BT的大學(xué))的材料化學(xué)家Angela Belcher和她的同事，決定通過生物學(xué)過程研制出一種更好的電池。這可不是她哪根筋短路所想出來的，而是符合邏輯的——因?yàn)殡姵刂械囊恍┰希缌姿猁}和離子均存在于生命系統(tǒng)之中，并且很容易被生物所操控。

科學(xué)家們利用顯微鏡對(duì)數(shù)以百萬計(jì)的病毒DNA進(jìn)行掃描后，選定了M13病毒。這種病毒長(zhǎng)度為880納米，是一種非常簡(jiǎn)單且容易操控的病毒，對(duì)人體無害。研究小組首先利用遺傳工程使M13病毒的外殼吸附上三氧化二鈷和金，隨后將其裝配入薄膜中，從而制成一個(gè)正極。接下來便是解決負(fù)極的問題，這比制造正極更具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)樗枰芨叩膫鲗?dǎo)性。研究小組利用工程學(xué)的方法在M13病毒上積聚了磷酸鐵離子，并將其與一個(gè)由碳納米管制成的高傳導(dǎo)性網(wǎng)絡(luò)連接在一起。電子可以迅速地在這一系統(tǒng)中傳遞，進(jìn)而增加負(fù)極的容量。實(shí)際上，Belcher研制的電池與商業(yè)應(yīng)用的鋰電池具有相同的性能，同時(shí)至少能夠充電和放電100次。這一基于病毒的技術(shù)將成為生產(chǎn)電池的第一種生物學(xué)手段。Belcher強(qiáng)調(diào)，除了碳納米管之外的所有系統(tǒng)都是在室溫下制成的，并且只將水作為一種溶劑。最后，當(dāng)這種電池報(bào)廢和降解后，它不會(huì)留下任何有毒的化學(xué)物質(zhì)。Belcher表示：“這絕對(duì)是一種非常清潔的方法”。但是她警告說，這種技術(shù)現(xiàn)在尚無法投入商業(yè)應(yīng)用。Belcher表示，由于病毒電池需要與市場(chǎng)現(xiàn)有電池的容量和性能相匹配，因此“需要按比例增加這些原料”以及“需要更進(jìn)一步地完善其性能”。

雖說這項(xiàng)研究目前還不能投入商業(yè)應(yīng)用，但是它的存在無疑讓我們看到了一個(gè)美好的未來，至少這玩意兒沒啥高溫，也不容易爆炸。看看現(xiàn)在一些電子產(chǎn)品由于電池的原因三天兩頭地爆炸，《Geek》衷心希望它能早日量產(chǎn)。