پژوهشگران دانشگاه مریلند، موفق شدند با استفاده از خودآرایی و خود تجدیدشوندگی ویروس‌ها، نسل جدید از باتری‌ها و پیل‌های سوختی را بسازند.
استفاده از ویروس در ساخت باتری‌ها
پژوهشگران دانشگاه مریلند، موفق شدند با
استفاده از خودآرایی و خود تجدیدشوندگی ویروس‌ها، نسل جدید از باتری‌ها و
پیل‌های سوختی را بسازند.
ویروس میله‌ای‌شکل موزاییک توتون و تنباکو( TMV) شبیه اسپاگتی خام است که
به تنباکو، گوجه فرنگی و سبزیجات دیگر آسیب می‌رساند. پژوهشگران دریافتند
که می‌توان با استفاده از این ویروس، قطعاتی برای باتری‌های یون- لیتیم
ساخت. آنها می‌توانند ویروس‌ها را روی سطح الکترودها به‌صورت عمودی نشانده
و سپس آنها را با ترکیبات رسانای الکتریکی پوشش دهند. حال می‌توان از این
ساختار در واکنش‌ها الکتروشیمیایی موجود در باتری‌ها استفاده کرد.
چنین کاری منجر به افزایش مساحت سطح و ظرفیت ذخیره‌سازی باتری‌ها شده و
فرایند شارژ شدن را نیز تسریع می‌کند. این باتری‌ها نسبت به باتری‌های یون
لیتیم استاندارد، دارای ۱۰ برابر ظرفیت انرژی بیشتری هستند.
نانوساختارهای TMV برای استفاده در باتری‌ها از نظر شکل و اندازه بسیار
ایده‌آل هستند. آنها قادرند که خودآرایی داده و تکثیر شوند که در نهایت
منجر به ساختارهایی منظم و پیچیده می‌شوند. از آنجا که این ساختارها را می‌توان
به نحوی برنامه‌ریزی کرد که به سطح فلزات بچسبند، می‌توان با آنها قطعات
سبک‌تر، قوی‌تر و ارزان‌تر نسبت به قطعات معمولی تهیه کرد.
محققان توانسته‌اند اصلاحات ژنتیکی روی TMV انجام دهند تا بتوان روی آنها
به‌صورت شیمیایی پوشش داد. دانشمندان جنگلی از نانومیله‌ها را به‌صورت
عمودی رشد دادند. سپس آنها را به‌صورت محلول روی الکترود فلزی ریختند. این
ویروس‌ها به‌صورت ژنتیکی دستکاری شده‌اند، به شکلی که انتهای آنها می‌تواند
به یک سطح متصل شود. در گام بعد باید ویروس‌ها را با فلز نیکل پوشش داد. پس
از فرایند پوشش‌دهی، سطح ویروس‌ها پوشیده شده و امکان انتقال آنها به
گیاهان و جانواران وجود نخواهد داشت.
ساختار ایجادشده، دارای مساحت سطحی بالایی
بوده؛ به‌طوری که می‌تواند انرژی بیشتری را در خود ذخیره کند. یکی از
مزایای این روش آن است که TMV روی سطح به‌صورت مستقیم متصل می‌شود و نیاز
به مواد دیگری نیست. از آنجا که اتصال ویروس به سطح مستقیم است، باتری
دارای انرژی بالاتری بوده و عمر آن نیز بیشتری از باتری‌های معمولی است.
روش استفاده از TMV ، قابل انبوه‌سازی بوده و می‌تواند نیازهای تولید صنعتی
را برآورده کند. این فرایند، بسیار ارزان، ساده و تجدیدپذیر است. با
استفاده از این روش می‌توان میکروباتری تولید کرد. با توجه به ساختار و
مزایای این فناوری، می‌توان از آنها در کاربردها مختلف استفاده کرد.
