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工程師研制神奇“病毒發電機” 汲取微小能量
作者:管理員    發布于:2013-12-29 15:01:37    文字:【】【】【

  據國外媒體報道,科學家們正在將病毒派上用場,在實驗室中制造出由病毒組成的微型設備,可從其他器械做功中汲取能量,就如我們用手指揉輕輕一按,就能將一臺液晶顯示屏啟動起來。根據加州大學伯克利分校的研究人員的發現,病毒還存在某種特性,可發展為納米器件中的驅動器,或者為其他基于病毒研究的電子產品服務,形成獨特的微型“發電機”,但是要使成果誕生還需更多的研究康明斯發電機組,目前僅是該過程的第一步。

工程師研制神奇“病毒發電機” 汲取微小能量

  將病毒通過基因工程改造可研制出新型“病毒發電機”

  由病毒研究所催生的器械設備具有相當的應用前景,比如僅一張紙薄的發電機,可內置入鞋子中,當你行走時就可以提供能量,為電話等隨身攜帶的設備充電,其工作原理為培育無害的病毒,它們可將行走時機械能轉換為電能。科學家們也嘗試著制造出郵票大小的“病毒發電機”,涂上特殊的病毒后只需要手指頭僅僅觸摸就可以提供能量,這是由于病毒可將手指壓力產生的能量轉換為電荷,產生壓電效應。

  研究人員還可將郵票型“病毒發電機”帶入實驗室,為其他器械設備提供能量,比如使用病毒構建出微小的設備,從其他機器那兒汲取能量。由于大多數的壓電康明斯發電機組設備具有毒性,而且很難進行操作,因此研究人員決定試圖使用病毒能否勝任這項任務。比如使用M13病毒,它是一種非常簡單的病毒,而且很容易被控制,對人體無害。研究人員通過細胞工程技術在病毒外附上特質薄膜,并使用相關離子形成負極,這樣電子就可以在這套“電路”中移動,是微型發電設備的重要組成部分。

  為了詳細研究觀察病毒顆粒是否具有壓電效應的性能,科學家們將M13病毒至于電場中,在顯微鏡中查看病毒發生了什么。當他們發現構成病毒外套的螺旋蛋白在受到刺激后打開時,這就意味著壓電效應開始起作用了。接著,科學家們通過基因工程操縱病毒基因,將其外殼上增加四個可帶負電荷的分子空間,以擴大壓電效應的產生,實驗后發現這樣的操作可讓病毒增大釋放的電壓。

  這項研究具有重大的里程碑意義,意味著我們可以在日常生活中收集各種微小的能量來源,比如在走樓梯時產生的震動,關閉一扇窗戶等這些簡單的日常生活動作都有額外的能量損失,而神奇的“病毒發電機”則可以收集這些能量,由這項技術研發出的微型設備可派上大用場。最后,研究人員通過對多個“病毒發電機”的組合排列希望找出最強的壓電效應模式,結果發現當有二十層微小的“病毒發電機”進行疊加時,所產生的壓電效應最大。

  根據研究人員估計,如果“病毒發電機”問世,那么其大小約為0.4英寸(1厘米)的邊長。當對微小的“病毒發電機組”施加壓力時,可產生6毫微安培以及潛在的400毫伏電量。這些電力足夠在顯示屏上打出“1”的字樣,相當于四分之一的3A電池。根據進行這項研究的科學家介紹:“我們目前正在研究如何改善‘病毒’電池,使其能進行更好的可視化運行示范。”由于通過生物技術工具可大規模生產經過基因改造的病毒,因此基于這樣病毒的壓電材料在未來可為大量微型電路提供能量。http://www.6hn0.com

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