病毒也分“好坏”？麻省理工科学家利用病毒开发新型生物电池学术资讯

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新冠病毒已经成为目前全世界最大的敌人，全球疫情的发展导致人们的生活受到极大影响，股市暴跌油价暴跌。在这个特殊时期，人人谈毒色变，似乎没有人想和病毒扯上关系，但也有科学家想利用病毒造福人类。

麻省理工学院的一位生物工程教授安吉拉·贝尔彻（Angela Belcher），已经成功研制出用病毒制造的电池，而她的终极梦想，是能够驾驶由「病毒电池」驱动的汽车。

制造病毒电池

2009年，由安吉拉·贝尔彻带领的科研团队曾经利用一种直径只有6纳米的病毒，制造出只有细胞大小的微型电池，开创了电池领域一个新的研究方向。

安吉拉‧贝尔彻（来源: MIT News）
在数千万年的历史中，鲍鱼不断进化，其DNA产生的蛋白质可以迫使碳酸钙分子定向排列，并将其有序的沉积在其体内，形成轻巧坚固的鲍鱼壳。受此启发，贝尔彻修改了M13噬菌体病毒的DNA，使其可以吸附某种特定的材料。通过筛选这种有吸附能力的病毒，并通过感染细菌大量培养这种病毒，然后让数以百万计的病毒吸附同一种物质，比如氧化钴，磷酸铁等，并通过病毒的不断繁殖和进化，便可制取相应的电极材料。

经过编辑的病毒可吸附不同的材料（来源：wired）

病毒的这种生物自组装过程不需要高温高压，也不需要特别昂贵的设备，只要培养液合适，它们在常温下就可以完成组装。理论上这项技术可以扩展到元素周期表中的任何元素，只需寻找与其匹配的DNA序列即可。目前，贝尔彻制造出的不同病毒，可吸附150多种不同的材料。

用病毒制造的高度有序的电极结构，可以缩短离子通过电极时的路径，能提高电池的充电和放电速率。虽然这种病毒电极基本上还是随机结构，“有序”度不算高，然而即便如此，这种病毒电池的性能已经超过了传统技术，拥有更高的容量、循环寿命和充电率，生产过程也更加环保，且这种电池具有透明、柔软和可折叠的优点。

贝尔彻的病毒电池原型机。（来源: MIT Museum）
约翰‧霍普金斯大学应用物理实验室的高级电池研究科学家Konstantinos Gerasopoulos表示，目前人们对研究纳米结构的电池电极很感兴趣，而病毒本身就以「纳米」级的形式存在，本质上就很适合用来合成电池材料的天然模板。

虽然由病毒制成的电池想要像贝尔彻本人设想的用来驱动汽车难度不小，但是这种电池微、小的特点，使这种电池在很多特殊的设备和场合拥有广泛的应用前景。

参考文献：

1.www.sciencemag.org/news/2009/04/bugs-build-batteries

2.www.wired.com/story/the-next-generation-of-batteries-could-be-built-by-viruses/

3.science.sciencemag.org/content/324/5930/1051

来源：zhishexueshuquan 知社学术圈

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