Le nouveau virus de la couronne, est devenu le plus grand ennemi du monde.
Il fait beaucoup de gens ne peuvent « des prisonniers » à la maison, des animaux sociaux qui ont fini 996 vie, a marqué le début d'un bureau à domicile 007, et aussi forcé les étudiants à faire équipe pour combattre un logiciel de classe réseau en étoile.
Il nous fait avoir à réprimer leur désir de consommation, en raison de l'industrie cinématographique mondiale est confrontée à une épidémie de perte de 5 milliards $, peuvent réduire les bénéfices de l'industrie aéronautique mondiale de 113 milliards $.
Photo: Le New York Times
Dans cette période spéciale, personne ne semble vouloir être virus apparenté, les scientifiques peuvent également utiliser un virus au profit de l'humanité.
Un professeur de bio-ingénierie à Massachusetts Institute of Angela Belcher (Angela Belcher), a développé avec succès une cellule de fabrication avec le virus, et son rêve ultime est d'être en mesure de conduire par les voitures alimentés « batterie de virus ».
batteries de virus fabrication
Technologie de la batterie est en fait pas un virus récemment apparu dès 2009 par Angela Belcher a dirigé l'équipe de recherche a utilisé un virus est seulement 6 nanomètres de diamètre, la taille des cellules ne produisent que la batterie minuscule.
Lorsque l'étude a également suscité l'intérêt du président américain Barack Obama, Belcher a été invité à la Maison Blanche pour Obama montre cette batterie de virus. À ce moment-là Obama prévoit d'investir 2 millions $ pour soutenir le développement de nouvelles technologies de la batterie, tandis que Belcher champ de cellules de batterie de virus est révélé dans une nouvelle direction.
. Photo: filaire
Les scientifiques de la fin est de savoir comment faire la batterie avec le virus? les cellules de virus et les batteries ordinaires, ce qui est différent? Pour répondre à ces questions, vous devez d'abord de comprendre les principes de fonctionnement de la batterie simple.
charge de la batterie au lithium général et de décharge, les ions lithium sont à l'intérieur de la solution électrolytique par le mouvement réalisé entre positif et négatif, le matériau d'électrode positive utilisée est en général un phosphate, un sulfate ou deux ions de lithium, de tels matériaux sont également largement présent corps divers vivant de la terre, donc de produire des cellules biologiques sont logiquement réalisables.
Cependant, à la fabrication de ces batteries, il faut d'abord trouver les structures biologiques peuvent agir comme des électrodes et des fils. Belcher va commencer par l'utilisation de fibres nerveuses artificielles, les terminaisons de fibres nerveuses parce que l'animal est un nanofils naturel, mais le coût et la difficulté technique de cette approche sont trop élevés, ils ne peuvent renoncer.
Belcher plus tard pour trouver le corps de coquille d'ormeau de réponse, ils ont trouvé ormeau peuvent sécréter une molécule de protéine peut être extraite à partir du carbonate de calcium de l'eau riche en minéraux, et on laisse l'alignement dans le corps, de manière à former la coquille de l'ormeau. Ainsi, le gène codant pour cette protéine Belcher est transplanté dans un virus, le virus a la capacité de générer des nanostructures, utilisé à des électrodes de marque et prospects.
ormeau. Photo: Monad Centre de l'équilibre
Dans des circonstances naturelles, l'ormeau coquille pour former une prise complète de 15 ans, mais après la modification génétique, produisant un virus dans les électrodes de laboratoire ont besoin seulement deux semaines.
Après avoir analysé les millions de l'équipe de recherche de virus, et a finalement choisi le phage M13, un virus qui est une forme de cigare, seulement six nanomètres de diamètre, longueur de 880 nm. Le virus peut être, en plus de l'énergie mécanique en énergie électrique, et le matériel génétique est simple, facile à manipuler.
Ormeau De même, le virus va produire une protéine sur la surface, l'adsorption des particules d'oxyde de cobalt dans le boîtier et le couvercle, quand il est joint des millions de virus, peuvent former une ligne d'oxyde de cobalt, il peut être utilisé comme une électrode.
Dans ce processus, une ligne de ces virus sont vivants. Comme nous le savons tous, le virus a besoin d'un hôte pour survivre, les chercheurs ont infecté le virus des bactéries inoffensives à un grand nombre de la réplication virale.
Batterie neuve fabriquée de cette manière, Non seulement augmenter la densité énergétique des batteries, la vie et l'efficacité de charge, le processus de production est également plus respectueuse de l'environnement . Par rapport au matériau d'électrode de nanotubes de carbone utilisé batterie miniature, le virus assemblé afin d'améliorer l'efficacité des électrodes de stockage à deux reprises.
négative Université Purdue a développé une chaîne de nano-antimoine.
Nanostructures en tant que matériau d'électrode pour une batterie, pour couper le courant au cours des dernières années est considérée comme une direction de lithium goulot d'étranglement important. Parce que nanoélectrodes peuvent absorber plus rapidement et libérer des ions chargés, de sorte que la batterie peut être réduite, la capacité plus légère et plus.
chercheur de la batterie avancée au laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins Konstantinos Gerasopoulos a déclaré que les avantages de l'utilisation des virus est qu'ils se présentent sous la forme de « nano », en substance, est un modèle naturel pour la synthèse de matériel cellulaire.
Bien sûr, vous pouvez craindre que les batteries de fabrication en utilisant le virus, si le virus infecte les humains fuites, aucun danger encore?
Belcher a dit qu'ils ont été par l'utilisation de virus inoffensifs bactéries génétiquement modifiées ne peuvent infecter un hôte spécifique, mais pas fatale, le taux de croissance va ralentir l'infection bactérienne. De plus, après cette biodégradable de rebut de la batterie, contrairement au passé, comme les batteries lithium polluent l'environnement.
Angela Belcher. Photo: MIT Nouvelles
Après 10 années de recherche, les cellules de virus Belcher ont fait beaucoup de nouvelles percées. Virus a 150 peut être utilisé avec une variété de matériaux pour la fabrication d'une cellule solaire et d'autres produits.
Bien que le virus ne peut donner une petite lampe de poche de matériel électronique alimenté par batterie, pointeur laser, les lumières LED et montre, mais Belcher a essayé de commercialiser cette technologie, elle et d'autres co-fondé deux sociétés de biotechnologie, Cambrios technologies et Siluria technologies, est d'utiliser des virus pour l'écran tactile de nanofil, convertis en éthylène et le dioxyde de carbone.
Le virus prototype de batterie Belcher. Photo: MIT Museum
Mais pour idéal Belcher « virus de voitures à piles », il est difficile de le faire, il y a deux plus gros problème des cellules de virus commercial.
Tout d'abord, le volume de virus est trop petit, le matériel végétal de la batterie nécessaire peut généralement jusqu'à des dizaines de tonnes aux techniques de biologie moléculaire actuelles pour obtenir la quantité de production de cette taille est pas facile, mais Gerasopoulos a également dit: « Ce ne sont pas des obstacles insurmontables à l'avenir. »
Tesla super usine de batteries.
D'autre part, la partie cellulaire virale inférieure à la performance de la batterie conventionnelle, Belcher avait la fabrication d'une cellule solaire avec le virus, mais l'efficacité technique et ne peut être comparé perovskite de type cellule solaire.
Abalone mentionné plus haut, peut être arrangement ordonné de molécules forment une coquille de calcium, bien que la batterie de virus apprendre de ce principe, mais la structure de l'assemblage du virus électrode est toujours aléatoire, l'équipe Belcher étudie comment rendre le virus généré plus ordonnée Structure électrode.
Bien que les batteries de virus ne soit pas assez mature, mais Belcher dit que sa recherche est d'utiliser la biotechnologie pour résoudre certains problèmes non résolus.
En plus des cellules de virus, en utilisant également la technologie d'assemblage Belcher viral pour développer des tumeurs peut être trouvé des nanoparticules, il se trouve dans les tissus qui sont trop petites et ne peuvent pas être médecin a trouvé, ce qui améliore considérablement la détection du cancer précoce.
Lorsque le virus pénètre dans le corps de nanoparticules, l'orientation sera jointe aux cellules du cancer sous irradiation émettent une fluorescence lumière infrarouge, afin de marquer l'emplacement des cellules cancéreuses. Dans des expériences sur des souris, le succès de cette technologie pour rendre la vie des souris subissent une chirurgie du cancer de l'ovaire augmente de 40%.
il y a 100 ans, les humains ont commencé à produire de l'électricité en utilisant des bactéries
Le concept de faire une batterie avec le virus semble nouveau, mais vous ne pouvez pas savoir, il y a 100 ans, les humains ont commencé à utiliser l'énergie des microbes pour produire de l'électricité.
En 1911, le British botaniste Michael Cressé Potter E. coli peuvent être trouvés dans l'énergie chimique en énergie électrique organique, sa platine comme électrode, l'utilisation de la culture liquide de Escherichia coli et de la levure, des bactéries a produit la première batterie dans le monde.
Mais jusqu'en 1976, les scientifiques japonais Suzuki était de créer un sentiment moderne de la pile à combustible microbienne (MFC). Dans les années 1980, Peter Imperial College de Londres Bennetto à sucre comme nutriments, les bactéries pour décomposer les molécules dans la batterie, la libération des électrons au mouvement d'anode pour produire l'ordinateur a calculé que l'efficacité de la production d'énergie des cellules bactériennes beaucoup mieux que les cellules solaires d'aujourd'hui 40% de plus.
Au cours des dernières décennies, les humains ont été découverts plus de bactéries peuvent produire de l'électricité. Pour l'élimination de l'uranium à partir de Bacillus contaminants souterrains à l'intérieur de nos Enterococcus faecalis intestinales anaérobies, ils ont la capacité d'électrons émis de transfert d'énergie.
Publié récemment dans l'étude « Nature » magazine « générateur d'air » (générateur alimenté par de l'air), il consiste à utiliser des nanofils conducteurs micro-organisme Bacillus protéine produite est formée comme un film d'électrode à 7 microns.
Lorsqu'il est couplé aux électrodes de nanofils de protéines, en utilisant un film mince capable d'absorber l'humidité de l'air, les molécules d'eau sont décomposés en ions hydrogène et des ions d'oxygène, ce qui entraîne une accumulation de charges dans le film de dessus, en utilisant une différence de charge entre les deux électrodes est formée de façon à ce que les électrons circulent, grâce à quoi générer de l'énergie électrique.
L'étude indique que « générateur d'air » peut 24/7 génération d'énergie ininterrompue, et le procédé ne nécessite pas une alimentation électrique externe. Même dans les zones extrêmement sèches, comme le Sahara, la production d'énergie, la « turbine à air » courant a été en mesure d'alimenter de petits appareils électroniques.
En outre la production bactérienne de cellules solaires, la production d'énergie même normale dans le temps nuageux. Université de l'équipe de recherche en Colombie-Britannique de E. coli a développé un faible coût, les cellules solaires durables produisent non seulement un courant plus fort que des équipements similaires, l'efficacité de la production d'électricité est à peine affectée par l'intensité lumineuse.
Les chercheurs de E. coli génétiquement modifiées, de manière à pouvoir générer le lycopène, le pigment absorbant la lumière et de l'efficacité de conversion d'énergie est élevée, par liaison à une surface minérale d'un couvercle de verre, la batterie peut servir d'anode.
bactéries figure de cellules solaires.
Cependant, cette technologie est encore un stade précoce, les bactéries meurent dans le processus de production d'énergie, mais aussi difficile à réaliser des cellules solaires conventionnelles de production d'énergie. Les chercheurs espèrent que les cellules de bactéries pour l'exploration en eaux profondes et le mien dim environnement lumineux.
Avantages de la production d'énergie en utilisant des bactéries qui poussent ces nutriments cellulaires des biocarburants partout, et le coût est peu élevé. Les fruits pourris, eaux usées industrielles, eaux usées, des fosses septiques et même l'urine et l'eau peuvent être utilisés comme éléments nutritifs, respectueux de l'environnement et économiques.
Photo: Nouveau cadre
Bioenergy Research Group à l'Université de l'Ouest de l'Angleterre en 2015 a été la création d'un campus universitaire deux toilettes mobiles, urinoirs placés dans huit du module de batterie composé d'une pile à combustible microbienne, l'utilisation de l'urine pour conduire ces piles à combustible microbiennes, pour servir puissance de la lampe à LED.
les bactéries de l'urine de route génération schématique. Photo: Nouveau cadre
En outre, l'équipe a également essayé d'une manière similaire à produire de l'électricité pour les téléphones mobiles, il est prévu de prendre 600 ml d'urine (adulte urinaire deux fois), six heures seront en mesure de payer pour les téléphones mobiles, la vie de la batterie de téléphone mobile à 3 heures.
futures batteries, ces microbes peuvent être utilisés pour faire?
Que ce soit les cellules de virus, ou le développement de plus de 100 ans de biopile, ont donc jusqu'à présent pas été commerciale à grande échelle. En plus de l'efficacité de conversion est pas assez élevé et difficile à la production de masse, la question des coûts est aussi un problème ne peut être ignoré. Bien que le coût des nutriments nécessaires et les bactéries elles-mêmes sont très faibles, mais la production de bio-catalyseur utilisé dans le procédé est très coûteux.
Mais les scientifiques se penchent sur ces questions, la cellule de biocarburants existe encore la possibilité d'une alternative aux batteries traditionnelles. Surtout petit appareil portable et un stimulateur cardiaque implantable des dispositifs électroniques, fournissant une puissance par cette technique est très utile, et plus proche de la publicité.
Comme l'amour des enfants Fan avait un article dit, la batterie limite notre imagination de produits intelligents.
Limitée des batteries au lithium classiques de densité d'énergie, n'ont pas fait au cours des 20 dernières années, beaucoup d'une percée, ce qui limite le développement des véhicules électriques, tout électrique avion de quitter pour devenir un conte de fées, un gros avions comme le Boeing 737, la batterie nécessaire encore plus important que le poids corporel, ce qui est évidemment non commercial.
véhicule électrique bloc-batterie de cellule unique
En même temps nécessaire à la production de batterie au lithium rare, se bornant à donner, à la demande humaine croissante de batteries, le coût augmente. Bien que les humains ont essayé de se faufiler dans l'exploitation de la mer profonde, mais il apporte aussi beaucoup de controverses sur les questions environnementales, les perspectives commerciales sont incertaines.
mines-mer profonde de la machine minière spéciale. Photo: savethehighseas
Si le virus et la batterie de cellules bactériennes pour obtenir une production de masse à faible coût, alors on aura vraiment une source inépuisable de matières premières, la batterie, le champ de la batterie sera également entrer dans une nouvelle phase.
film de science-fiction « The Matrix » a représenté le monde par une batterie biologique est entièrement fournie, mais le film est un être humain comme une batterie pour alimenter le robot.
batteries futures, peut-être planète vivo.
