پژوهشگران دانشگاه مريلند، موفق شدند با استفاده از خودآرايي و خود تجديدشوندگي ويروسها، نسل جديد از باتريها و پيلهاي سوختي را بسازند.
ويروس ميلهايشکل موزاييک توتون و تنباکو( TMV) شبيه اسپاگتي خام است که به تنباکو، گوجه فرنگي و سبزيجات ديگر آسيب ميرساند. پژوهشگران دريافتند که ميتوان با استفاده از اين ويروس، قطعاتي براي باتريهاي يون- ليتيم ساخت.
محققان ويروسها را روي سطح الکترودها بهصورت عمودي نشانده و سپس آنها را با ترکيبات رساناي الکتريکي پوشش دادند.
به گفته پژوهشگران، ميتوان از اين ساختار در واکنشهاي الکتروشيميايي موجود در باتريها استفاده کرد.
چنين کاري منجر به افزايش مساحت سطح و ظرفيت ذخيرهسازي باتريها شده و فرايند شارژ شدن را نيز تسريع ميکند. اين باتريها نسبت به باتريهاي يون ليتيم استاندارد، داراي 10 برابر ظرفيت انرژي بيشتر هستند.
نانوساختارهاي TMV براي استفاده در باتريها از نظر شکل و اندازه بسيار ايدهآل هستند. آنها قادرند که خودآرايي كرده و تکثير و در نهايت منجر به ساختارهايي منظم و پيچيده شوند. از آنجا که اين ساختارها به نحوي به سطح فلزات ميچسبند، ميتوان با آنها قطعات سبکتر، قويتر و ارزانتر نسبت به قطعات معمولي تهيه کرد.
محققان توانستهاند اصلاحات ژنتيکي روي TMV انجام دهند. آنها جنگلي از نانوميلهها را بهصورت عمودي رشد دادند. سپس آنها را به صورت محلول روي الکترود فلزي ريختند. اين ويروسها بهصورت ژنتيکي دستکاري شدهاند، به شکلي که انتهاي آنها ميتواند به يک سطح متصل شود. در گام بعد بايد ويروسها را با فلز نيکل پوشش داد. پس از فرايند پوششدهي، سطح ويروسها پوشيده شده و امکان انتقال آنها به گياهان و جانواران وجود نخواهد داشت.
ساختار ايجادشده، داراي مساحت سطحي بالايي بوده؛ بهطوري که ميتواند انرژي بيشتري را در خود ذخيره کند. يکي از مزاياي اين روش آن است که TMV روي سطح بهصورت مستقيم متصل ميشود و نياز به مواد ديگري نيست. از آنجا که اتصال ويروس به سطح مستقيم است، باتري داراي انرژي بالاتري بوده و عمر آن نيز بيشتري از باتريهاي معمولي است.
روش استفاده از TMV ، قابل انبوهسازي بوده و ميتواند نيازهاي توليد صنعتي را برآورده کند. اين فرايند، بسيار ارزان، ساده و تجديدپذير است. با استفاده از اين روش ميتوان ميکروباتري توليد و با توجه به ساختار و مزاياي اين فناوري، ميتوان از آنها در کاربردها مختلف استفاده کرد.
