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除了害人生病，病毒還可以用來造電池？
你沒有看錯。其實科學家早就在研究這件事，把病毒作為生物材料能幹點啥。
除了製作電池，他們還研究了用病毒追蹤癌細胞、製造觸摸屏元件、製造化學氣體……
科學家有個夢想：有一天，能駕駛病毒驅動的汽車。
病毒電池
大自然本身可以創造納米級的材料，像堅硬的鮑魚殼。用基因層次控制的蛋白質，構建出精妙的結構。
這讓MIT的生物工程學教授Angela Belcher深深著迷。如果讓電池這樣的非生物結構，擁有基因控制能力，會怎樣呢？
△Angela Belcher MIT生物工程系系主任；生物工程&材料科學&工程學教授
Belcher實驗室試圖理解和利用自然界的過程，啟發設計，為能源，環境和醫學設計材料和設備。
她選擇了M13噬菌體。這是一種像一根香菸一樣的長長的病毒，可以在細菌中自我繁殖。
首先需要完成一次人為操作的選擇性進化。
Belcher將M13噬菌體DNA進行簡單的編輯，病毒表達的蛋白質也發生改變，不同的蛋白質可以吸附不同的材料。
接著，她再將這些病毒暴露在她希望使用的材料上。有某種特定基因突變的病毒，就會吸附在材料上。這樣，Belcher就篩選出了能夠吸附這種材料病毒樣本。
接下來，利用病毒的強大繁殖能力。把選擇過的樣本感染細菌，讓它們自我複製，產生數以百萬的副本。
讓上百萬個同樣性質的病毒吸附住某種物質，這樣就成為了電池的原材料。比如，讓一部分病毒吸住碳納米管；而另外一部分病毒吸住別的物質，變成電極材料。
而通過病毒自身的繁殖和進化，電池構架也會一點點進化，成為更好的電池。
這項技術可以擴展到元素週期表中的任何元素，只需尋找與其匹配的DNA序列即可。目前，Belcher製造出各種各樣的病毒，與150多種不同的材料一起使用。
通過基因編輯和篩選，病毒可以吸引氧化鈷或磷酸鐵，這樣，就可以通過這種方法制造磷酸鐵鋰、鈷酸鋰兩種電池。
用病毒製造電池有什麼好處
約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室的高級電池研究科學家Konstantinos Gerasopoulos說：
使用病毒等生物材料的好處是，它們已經以“納米”形式存在，因此它們本質上是用於合成電池材料的天然模板或支架。
一個應用前景是，用病毒製造高度有序的電極結構。這樣可以縮短離子通過電極時的路徑，能提高電池的充電和放電速率。
到目前位置，Belcher的病毒電極基本上還是隨機結構，她和她的同事正努力引導病毒排列有序。
然而就是這樣，病毒電池的性能已經超過了傳統技術，擁有更高的容量、循環壽命和充電率。
Belcher認為，病毒組裝的最大好處是它對環境友好。傳統的電極製造需要使用有毒化學物質和高溫。病毒電池只需要電極材料，室溫水和一些基因工程病毒。
目前，已經有論文在研究如何將這項技術商業化。不過還面臨一些挑戰。一個主要的挑戰是，使用大量病毒材料來達到生物分子的水平。
用病毒做其它事
除了病毒電池，Belcher已經和別人創立了兩家公司，用病毒來做不同的事情。
第一家是用病毒促進製造工藝，為觸摸屏製造電子元件。第一家是用將病毒用在製造程序中，把二氧化碳轉化為乙烯。此外，她還嘗試用病毒組裝太陽能電池。
她還在與一個MIT的團隊合作，用病毒組裝技術來製作納米粒子。
這些納米粒子用來追蹤極小極小的癌細胞。它們本來很難被醫生檢查出來，這對癌症早期檢測會是很大的提升。
科學家們關於病毒的未來設想不止一個。
Belcher夢想有一天能開上病毒驅動的汽車。在癌症方面，科學家希望，病毒製作的納米顆粒可以武裝上生物材料武裝，幫助殺死癌細胞。
聽完了這個與眾不同的病毒故事，你有什麼感受呢？
參考鏈接：https://www.wired.com/story/the-next-generation-of-batteries-could-be-built-by-viruses/
如果想了解更多，還可以看Belcher的TED演講：https://www.ted.com/talks/angela_belcher_using_nature_to_grow_batteries?language=zh-cn#t-67253
本文轉自量子位【ID：QbitAI】，如有侵權，請聯繫我們。
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