Испытаны вирусные солнечные батареи

Авторы вирусной технологии считают, что она сравнительно просто может быть встроена в существующий производственный цикл выпуска солнечных батарей (иллюстрация Matt Klug, Biomolecular Materials Group).

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.



Новая графеновая бумага оказалась прочнее стали

21 апреля 2011

Учёные нашли неожиданный метод конверсии света в ток

18 апреля 2011

Самые маленькие обручальные кольца построены из ДНК

13 апреля 2011

Физики задержали радугу на поверхности металла

13 апреля 2011

Из стволовых клеток впервые выращена сетчатка глаза

9 апреля 2011
  • Нео Аяхов  25 апреля, 19:46
    Похоже теперь можно учить вирусов собирать например, молекулярные компьютеры
    ОтветитьНравится
  • Юрий Новиков  25 апреля, 20:08
    1. придумать что вирус может сделать полезного
    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.

    ОтветитьНравится
  • Виталий Матиив  26 апреля, 03:22
    — Доктор, я превращаюсь в солнечную батарею. Что со мной?
    — Пациент, вы заражены М13.
    ОтветитьНравится
  • Юрий Новиков  25 апреля, 20:10
    а на схемке — нет масштабного отрезочка. ;)
    ОтветитьНравится
  • Михаил Тарасов  25 апреля, 22:24
    Это больше на коллаж похоже, Юрий! :)
    ОтветитьНравится
  • Юрий Новиков  26 апреля, 18:00
    да похоже на коллаж, но без отрезочка, :) масштабного ;)
    ОтветитьНравится
  • Михаил Зиньков  25 апреля, 21:03
    как обычно осталось дело за малым «... её можно приспособить для модификации и других перспективных типов солнечных батарей ...». Вирусы до того события точно доживут, а вот люди?
    ОтветитьНравится
  • Георгий Ратушный  25 апреля, 21:14
    особенно привлекательно то, что в области биотехнологий ситуация в целом аналогична софтверной — создать разработку невероятно трудно, а скопировать — копейки.

    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

    ОтветитьНравится
  • теперь
    вирус — лучший друг человека!
    ОтветитьНравится
  • Алексей Заикин  25 апреля, 23:02
    Да, пока он не приспособил тело человека для своих перепрограммированных нужд
    ОтветитьНравится
  • Виталий Матиив  26 апреля, 03:20
     — Доктор, я превращаюсь в солнечную батарею. Что со мной?
    — Пациент, вы заражены М13.
    ОтветитьНравится
  • Михаил Тарасов  26 апреля, 21:21
    Это бактериофаг, так что нам в ближайшем времени нечего бояться! :)
    ОтветитьНравится
  • Евгений Самченко  26 апреля, 17:07
    «...особенно привлекательно то, что в области биотехнологий ситуация в целом аналогична софтверной — создать разработку невероятно трудно, а скопировать — копейки....»
    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
    ОтветитьНравится
  • Павел Жуков  26 апреля, 23:05
    А как вообще они добились того, что вирус это делает? Например как он понимает, что надо взять нанотрубку и положить ее в нужное место, потом взять еще одну и положить рядом с предыдущей, чтобы они образовали ровный слой? У вируса ведь нету набора каких-то заложенных в него функций, чтобы их можно было вызвать в нужном порядке и получить что требуется (как в софт-программинге, грубо говоря).
    Как осуществляется подобного рода «программирование» вируса?
    ОтветитьНравится
  • Видимо исследователи использовали пока лишь заложенные механизмы (programmed by evolution), щелкая переключателем (белки, аминокислоты иль чего там еще..)

    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.

    ОтветитьНравится
  • Владимир Тихонов  27 апреля, 01:41
    Что-то больно статья на первоапрельскую похожа :))) Прям наноассемблер сделали.
    ОтветитьНравится