利用病毒從水中分離出氫

據美國物理學家組織網4月12日（北京時間）報道，美國麻省理工學院的研究人員利用病毒將氫從水中分離出來，在將水變成氫燃料的漫漫征程中邁出了關鍵一步。相關研究發(fā)表在最新出版的《自然·納米技術》雜志上。

麻省理工學院材料化學家安琪拉·貝爾徹領導的團隊模擬植物利用太陽光分離水并制造化學燃料來促進自身生長的過程，對一個病毒進行了基因改造，同時將其作為生物支架，將一些納米組件搭建在一起，最終把水分子分離成了氫原子和氧原子。

以往，研究人員使用太陽能電池板產生的電力來分離水分子，但麻省理工學院的研究人員直接使用太陽光來制取氫。貝爾徹表示，雖然他們的最終目的是從水中得到氫氣，但將氧氣從水中分離出來面臨的技術挑戰(zhàn)更大，于是該研究團隊首先開始攻克這一難關。

貝爾徹團隊將無毒的細菌病毒M13進行基因改造，讓它吸附一個催化劑分子氧化銥和一個吸光物質鋅卟啉，并同它們綁在一起，吸光物質源源不斷地將陽光沿著病毒傳遞，于是該病毒就變成了類似電線的設備，能夠高效地將氧從水分子中分離出來。

然而實驗發(fā)現，一段時間后，該病毒“電線”會簇擁在一起，失去效力。于是，研究人員將它們變成凝膠狀態(tài)封入一個膠囊內，這些病毒因此能夠保持自己的狀態(tài)，從而維持了其穩(wěn)定性和有效性。

這種方法使產生氧氣的效率提高了4倍，研究人員希望能夠找到同樣的以生物學為基礎的系統(tǒng)來完成這個反應的另一半過程——分離氫氣。目前，從水中分離的氫被分成質子和電子。研究人員正在進行第二步攻關，將這些質子和電子變成氫原子或者氫分子。該研究團隊也希望找到更常見、更便宜的物質來做催化劑，替代昂貴而稀少的銥。

貝爾徹表示，她們將在兩年內研制出能夠自我支持并持久耐用的模型設備，實現將水分離成氫氣和氧氣。