分享好友 资讯文章首页 资讯文章分类 切换频道

MIT科学家用病毒制造锂电池、探测癌细胞……我们可以不用谈病毒色变

2020-03-09 18:39IP属地 广东佛山660佚名中国机械社区

除了害人生病,病毒还可以用来造电池?

你没有看错。其实科学家早就在研究这件事,把病毒作为生物材料能干点啥。

除了制作电池,他们还研究了用病毒追踪癌细胞、制造触摸屏元件、制造化学气体……

科学家有个梦想:有一天,能驾驶病毒驱动的汽车。

病毒电池

大自然本身可以创造纳米级的材料,像坚硬的鲍鱼壳。用基因层次控制的蛋白质,构建出精妙的结构。

这让MIT的生物工程学教授AngelaBelcher深深着迷。如果让电池这样的非生物结构,拥有基因控制能力,会怎样呢?

MIT科学家用病毒制造锂电池、探测癌细胞……我们可以不用谈病毒色变

△AngelaBelcherMIT生物工程系系主任;生物工程&材料科学&工程学教授

Belcher实验室试图理解和利用自然界的过程,启发设计,为能源,环境和医学设计材料和设备。

她选择了M13噬菌体。这是一种像一根香烟一样的长长的病毒,可以在细菌中自我繁殖。

MIT科学家用病毒制造锂电池、探测癌细胞……我们可以不用谈病毒色变

首先需要完成一次人为操作的选择性进化。

Belcher将M13噬菌体DNA进行简单的编辑,病毒表达的蛋白质也发生改变,不同的蛋白质可以吸附不同的材料。

接着,她再将这些病毒暴露在她希望使用的材料上。有某种特定基因突变的病毒,就会吸附在材料上。这样,Belcher就筛选出了能够吸附这种材料病毒样本。

接下来,利用病毒的强大繁殖能力。把选择过的样本感染细菌,让它们自我复制,产生数以百万的副本。

让上百万个同样性质的病毒吸附住某种物质,这样就成为了电池的原材料。比如,让一部分病毒吸住碳纳米管;而另外一部分病毒吸住别的物质,变成电极材料。

而通过病毒自身的繁殖和进化,电池构架也会一点点进化,成为更好的电池。

MIT科学家用病毒制造锂电池、探测癌细胞……我们可以不用谈病毒色变

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,Belcher制造出各种各样的病毒,与150多种不同的材料一起使用。



通过基因编辑和筛选,病毒可以吸引氧化钴或磷酸铁,这样,就可以通过这种方法制造磷酸铁锂、钴酸锂两种电池。

用病毒制造电池有什么好处

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KonstantinosGerasopoulos说:

使用病毒等生物材料的好处是,它们已经以“纳米”形式存在,因此它们本质上是用于合成电池材料的天然模板或支架。

一个应用前景是,用病毒制造高度有序的电极结构。这样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。

到目前位置,Belcher的病毒电极基本上还是随机结构,她和她的同事正努力引导病毒排列有序。

然而就是这样,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。

Belcher认为,病毒组装的最大好处是它对环境友好。传统的电极制造需要使用有毒化学物质和高温。病毒电池只需要电极材料,室温水和一些基因工程病毒。

目前,已经有论文在研究如何将这项技术商业化。不过还面临一些挑战。一个主要的挑战是,使用大量病毒材料来达到生物分子的水平。

用病毒做其它事

除了病毒电池,Belcher已经和别人创立了两家公司,用病毒来做不同的事情。

第一家是用病毒促进制造工艺,为触摸屏制造电子元件。第一家是用将病毒用在制造程序中,把二氧化碳转化为乙烯。此外,她还尝试用病毒组装太阳能电池。

她还在与一个MIT的团队合作,用病毒组装技术来制作纳米粒子。

这些纳米粒子用来追踪极小极小的癌细胞。它们本来很难被医生检查出来,这对癌症早期检测会是很大的提升。

科学家们关于病毒的未来设想不止一个。

Belcher梦想有一天能开上病毒驱动的汽车。在癌症方面,科学家希望,病毒制作的纳米颗粒可以武装上生物材料武装,帮助杀死癌细胞。

举报
收藏 0
打赏 0
评论 0
新冠病毒抗原检测临时性纳入医保 新冠肺炎抗原检测是什
  新冠病毒是一种危害性非常大的病毒,很多人对该疾病都是有所了解的,而现在新冠肺炎也有了自测的方法,那么我们便要了解一下新冠病毒抗原检测临时性纳入医保?新冠肺炎抗原检测是什么意思?   新冠病毒抗原检测临时性纳入医保   据国家医保局最新消息,各省级医疗保障部门应按程序将新冠病毒抗原检测试剂及相应检测项目临时性纳入各省份基本医保医疗服务项目目录。参保人在定点基层医疗机

2023-03-1076

口罩标准等级对照表,口罩有什么标准才是合格的
  口罩执行标准对照表:医用防护口罩GB19083-2010、医用外科口罩YY0469-2011、一次性使用医用口罩YY/T0969-2013、日常防护型口罩GB/T32610-2016、儿童口罩GB/T38880-2020。三种医用口罩的防护等级为:医用防护口罩>医用外科口罩>一次性使用医用口罩。符合以上五种标准的口罩,在防疫效果上是合格的。   市面上常见的口罩类

2022-12-3065

截至12月12日24时新型冠状病毒肺炎疫情最新情况
  12月12日0—24时,31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例2315例。其中境外输入病例45例(广东22例,北京8例,上海8例,浙江2例,天津1例,福建1例,山东1例,湖北1例,陕西1例),含2例由无症状感染者转为确诊病例(均在浙江);本土病例2270例(广东775例,北京559例,浙江243例,海南186例,重庆180例,河南74例,四川

2022-12-1355

IRSG预测:2021年橡胶需求将增长7.1%
日前,国际橡胶研究组织(IRSG)预测,2021年全球橡胶需求将反弹,预计增长7.1%,从而COVID-19大流行引发的经济危机中挽回

2021-01-1877

跌宕起伏!2020年PC市场总结与展望
2020年,身处全球疫情此消彼长的大环境之中,塑料产业链的表现也各有千秋。其中,双酚A高位运行、利润丰厚,而其终端消费产品PC却看似回

2020-12-2947

计算机模拟确认一种化合物能有效阻止新冠病毒复制
澳大利亚科研人员日前通过计算机模拟确认,一种名为α-酮酰胺13b的化合物能有效阻止新冠病毒复制。研究人员认为,这一化合物具有发展为抗新冠病毒药物

2020-06-27102

中国科研团队发现高效中和抗体 可作为新冠药物研发新靶标
中国科研团队日前在美国《科学》杂志在线发表论文说,发现了首个靶向刺突蛋白N端结构域的高效中和单克隆抗体,这为新冠药物研发提供了新的有效靶标。  

2020-06-27107

第二季度预期需求降低 树脂价格将下降
许多市场参与者表示,美国对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的需求依然强劲,这得益于终端用户群体的持续购买活动——主要是通过在超市购买食品

2020-05-1287

去病毒需求更突出 净化类家电融合创新提速
  突发的新冠肺炎疫情使 “气溶胶”这个专业词语迅速进入人们的视野。健康、洁净的空气成为了消费者关注的焦点,空气净化器等清洁类家电的销量也迎来小

2020-04-2066