Фотоэлектрические панели, активный слой которых собран генетически запрограммированными вирусами, — на треть эффективнее обычных. Это показал необычный эксперимент, проведённый в США.
Анжела Белчер (Angela Belcher) и её коллеги
из Массачусетского технологического института генетически изменили вирус M13, заставив его работать микроскопическим роботом-сборщиком.
В первой фазе процесса вирусы захватывали однослойные углеродные нанотрубки (по 5-10 штук каждый) при помощи сотен своих пептидных молекул, а затем равномерно располагали на поверхности, создавая сеть сборщиков электронов. Её задача — принимать заряды от активного вещества и передавать их на контакты батареи.
Ранее учёные уже пробовали использовать нанотрубки как средство транспорта электронов в толще солнечной батареи. Но для полного успеха необходимо было преодолеть препятствие: нанотрубки должны сформировать разветвлённую проводящую структуру без комков и слипаний (они снижают общий эффект). Именно тут пригодилась ловкость вирусов-сборщиков. (Удобно также, что процесс шёл в водной среде и при комнатной температуре.)
Но на монтаже «электросети» работа вирусов не закончилась. Изменив кислотность среды, учёные включили в тех же вирусах вторую заложенную генными инженерами программу. Теперь M13 занялись «высадкой» непосредственно у нанотрубок тончайшего покрытия из диоксида титана.
Финальный штрих (ещё некоторые ингредиенты), и в результате у Белчер получилась батарея на основе сенсибилизированных красителей. Такие солнечные элементы вообще-то не отличаются высоким КПД, но зато они очень дёшевы, потому в этой области в последнее время ведётся немало работ.
Филигранный «узор» из нанотрубок и тесно контактирующих с ними наночастиц TiO2 позволил порождаемым светом электронам беспрепятственно добираться до места назначения. Эффективность новых батарей оказалась равна 10,6% против 8% у обычных сенсибилизированных панелей без нанотрубок. (Детали — в статье в Nature Nanotechnology и пресс-релизе института.)
Это серьёзное улучшение, учитывая, что вирусы и нанотрубки составляли 0,1% по весу от всей панели. При этом авторы технологии говорят, что её можно приспособить для модификации и других перспективных типов солнечных батарей — органических, на базе квантовых точек и так далее.
Интересно, что ранее та же Анжела Белчер на опыте показала, как с помощью генетически запрограммированных вирусов можно повысить эффективность литиевых аккумуляторов.
2. заставить вирус это сделать
Работа эта удивитеьный прекрасный шаг — наработка инструментария для дальнейших по настоящему полезных вещей.
как в шаре Герона содержался прообраз нынешней турбины самолета
так в этой работе угадывается тот же могучий потенциал. Но путь ох как труден.
— Пациент, вы заражены М13.
не то, чтобы я призывал к нарушению авторских прав, но объективная невозможность их защиты здорово подстегнет (надеюсь) прогресс в данной области.
сама разработка, если она такова, как ее описали и не содержит «но» и «если» — великолепна
вирус — лучший друг человека!
— Пациент, вы заражены М13.
Полагаю, это избыточный и ошибочный оптимизм.
Во-первых, они уже всерьёз занимаются «патентной защитой» вирусных и бактериальных штаммов
Во-вторых, вирусы в общем описанном раскладе, как тот золотник, который мал, да дорог. Без которого паровоз не поедет. Но сам золотник, без паровоза, превращающийся в изящную, но абсолютно бесполезную вещицу
Как осуществляется подобного рода «программирование» вируса?
Эксплуатация вирусов и правда вещь очень привлекательная. Единственное, заставить их решать более изощренные задачи будет проблемой. А вот направлять их в нужное русло...весьма удачно.