病毒电池主要有哪些特点?
病毒电池研制成功 比传统电池更安全。研究人员发现，这种与碳纳米管“绑定”的转基因病毒可以使磷酸铁电极的充放电率与最尖端的结晶状磷酸锂铁电极相媲美。这种“病毒电池”可以充放电至少100次而不损失电容，尽管与磷酸锂铁电池仍有差距，但后者价格昂贵而且有毒，而“病毒电池”的优点显而易见：可以在室温或室温以下制备，不需要有害的有机溶剂，电池内部的物质也无毒。
传统的锂离子电池采用的是碳电极。相对于它们提供的能量来说，电极的体积太大了。为了给电极瘦身，研究人员把目光转向了自我组装的模范――病毒身上。美国麻省理工学院的一个研究小组，对一种叫做M13的长管状病毒进行加工，插入含有钴原子和金原子的蛋白质中。研究人员将一片聚合体电解薄膜放入含有病毒的溶液中，再放入含有金属原子的溶液中，产生出一个透明的薄片，上面镀了一层氧化钴和金的薄膜。结果，这种材料储存的能量，大约是原来碳材料正电极能量的3倍。接下来，他们的目标是再制造出一个负电极，最终完成一只自我组装的电池。
病毒电池工作原理详细介绍
首先将长条状的M13病毒进行基因编程，使其表面可以生长出作为电极的无定形磷酸铁。无定形磷酸铁一般来说并非良好的导体，但它在纳米尺度下则成为一种有用的电池材料。这些病毒的末端被设计成与碳纳米管连接，从而形成一种可在电池内增进导电性能的网络结构。
科学家们利用显微镜对数以百万计的病毒DNA进行扫描后，选定了M13病毒。这种病毒长度为880纳米，是一种非常简单且容易操控的病毒，对人体无害。
研究小组首先利用遗传工程使M13病毒的外壳吸附上三氧化二钴和金，随后将其装配入薄膜中，从而制成一个正极。
接下来便是解决负极的问题，这是一项更具有挑战性的工作，因此它需要很高的传导性。研究小组利用工程学的方法在M13病毒上积聚了磷酸铁离子，并将其与一个由碳纳米管制成的高传导性网络连接在一起。电子可以迅速地在这一系统中传递，进而增加负极的容量。实际上，Belcher研制的电池与商业应用的锂电池具有相同的性能，同时至少能够充电和放电100次。研究小组在2009年4月2日的美国《科学》杂志网络版上报告了这一研究成果。这一基于病毒的技术将成为生产电池的第一种生物学手段。Belcher强调，除了碳纳米管之外的所有系统都是在室温下制成的，并且只将水作为一种溶剂。最后，当这种电池报废和降解后，它不会留下任何有毒的化学物质。Belcher表示：“这绝对是一种非常清洁的方法。”
无论是在组装过程还是在电池的使用过程中，这些连成一线的病毒都是活的。贝尔彻和她的小组用显微镜扫描了数以百万计的病毒DNA，从而为这一工作筛选出最好的候选病毒。他们最终选择的病毒是长条状的M13病毒，其直径仅6纳米，长为880纳米，它是一种非常简单而且容易被操纵的病毒。他们正通过无害的微生物细胞来复制M13病毒，然后再把它们组装到高分子材料上。
