Angela Belcher, chemik materiałów z Massachusetts Institute of Technology, wykorzystuje nanotechnologię do produkcji akumulatorów. Z wirusów. Baterie, które mogą trwać tygodnie lub miesiące i być cieńsze niż karta kredytowa. Jak wpadła na taki pomysł? Muszle Abalone.
powiązana zawartość
- Czy nanotechnologia może ocalić życie?
„Naprawdę interesuje mnie, w jaki sposób biologia wytwarza materiały” - mówi Belcher. „Zawsze fascynowały mnie na przykład muszle.” Muszle Abalone składają się głównie z węglanu wapnia, ale z powodu tego, jak abalony mieszają ten miękki materiał z białkami w rozmiarach w skali nano, skorupy tworzą prawie niezniszczalną zbroję. „Wiele obiektów kontrolowanych w nanoskali ma niezwykłe właściwości w oparciu o to, jak są wytwarzane biologicznie”, mówi.
Pracując w swoim laboratorium z materiałoznawcami i bioinżynierami, Belcher rozpoczęła od naturalnie występującego wirusa zwanego bakteriofagiem M13 i wstawiła geny, które spowodowały, że wirus stał się szablonem dla małych samoorganizujących się drutów. Niektóre druty wykonane z tlenku kobaltu i złota stają się biegunami ujemnymi akumulatora. Inne, wykonane z fosforanu żelaza pokrytego nanorurkami węglowymi, tworzą bieguny dodatnie. Ultracienkie druty o średnicy kilku nanometrów można łączyć w celu utworzenia elektrod dużej mocy do akumulatorów litowo-jonowych, takich jak te stosowane w wielu nowoczesnych urządzeniach elektronicznych. Ale akumulatory Belchera można zaprojektować w dowolnym możliwym kształcie.
Czarodziejstwo Belchera przyciągnęło uwagę najwyższych władz. Prezydent Obama zatrzymał się w laboratorium Belchera na demonstrację. Dała mu miniaturową kopię układu okresowego pierwiastków. („Jeśli kiedykolwiek jesteś w potrzebie i musisz obliczyć masę cząsteczkową, oto okresowy układ twojego portfela”, powiedziała mu.)
Akumulatory Belcher są co najmniej kilka lat od komercjalizacji. Mogą pojawić się najpierw w nowej generacji skomputeryzowanych kart kredytowych. Lub trwałe, lekkie baterie do gadżetów, takich jak laptopy lub telefony komórkowe - lub laboratorium na chipie.
