Pirmąjį kartą genų inžinerijos būdu sukurti virusai, kurie susijungia į elektrodus, buvo panaudoti miniatiūrinių įkraunamų baterijų gamybai, praneša „The New Scientist“.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia
tik entuziazmo.
Naujosios ličio jonų baterijos yra tokios pat galingos kaip ir kiti dabartiniai prietaisai, tačiau mažesnės ir jas gaminant lieka mažiau atliekų, teigia jas sukūrusi darbo grupė. Naudojant šią technologiją, galima būtų patobulinti hibridinių elektrinių automobilių ir elektros prietaisų gamybą.
Ličio jonų baterijose elektros srovės sukūrimui panaudojamas ličio reaktyvumas. Baterijos viduje ličio jonai juda nuo anodo iki katodo, priversdami elektronus judėti priešinga kryptimi išorine grandine. Bateriją pakartotinai įkraunant, vyksta priešingas procesas.
Šių baterijų gamyba – sudėtingas gamybinis procesas dėl gamyboje naudojamų labai reaktyvių komponentų, stiprių tirpiklių ir aukštos temperatūros, bei dėl pavojaus, dirbant su ličiu.
Virusai gali padaryti šį procesą daug saugesniu ir švaresniu, teigia Angela Belcher iš Masačiusetso Technologijos instituto. Jos darbo grupė pavertė nekenksmingą virusą, vadinamą M13, į katodą, pridėdami geną, kuris verčia šį virusą gaminti baltymus, kurie jungiasi su geležimi ir fosfatų jonais, būdami tirpale. Rezultate, ilgos vamzdinės viruso dalelės būna padengtos geležies fosfatų „šarvais“, todėl tampa nanoviela.
Pagamintos baterijos nebuvo tokios geros, kaip pardavime esantys modeliai, kadangi paaiškėjo, kad katodai yra geri laidininkai ličio jonams, bet ne elektronams.
Norėdami tai išspręsti, baterijų kūrėjai pridėjo antrą geną, sukuriantį baltymą viruso gale, kuris jungiasi su anglies nanovamzdeliu. Nanovamzdelis padidina bendros struktūros elektronų laidumą (žr. schemą). „Praktiškai mes pridėjome greitkelį, kuriuos elektronai gali greitai judėti pirmyn ir atgal“, – teigia A. Belcher.
Gauta baterija pasirodė esanti tokia pat gera, kaip geriausios prekyboje esančios baterijos, kurioms naudojamos kristalinės ličio jonų fosfatų medžiagos. Kadangi anksčiau ši darbo grupė pagamino anodus, panaudodama tokią pat virusinę techniką, dabar jie galėjo pagaminti visą 3 voltų ličio jonų bateriją iš virusų.
Palyginus su tradicinėmis ličio jonų baterijomis, biologiškai išauginta baterija yra nekenksminga aplinkai, kadangi didžiąją dalį medžiagų dabar galima pagaminti kambario temperatūroje arba ant ledo, nenaudojant aštrių tirpiklių. „Tai gana paprastas procesas, kuriam nebūtina ypatinga įranga“, – teigia A. Belcher.