近日美國(guó)麻省理工學(xué)院研究人員發(fā)現(xiàn)，將經(jīng)過(guò)基因修飾的病毒添加到納米線(xiàn)生產(chǎn)中，可以改進(jìn)鋰空氣電池的性能。

基因修飾重要是指利用生物化學(xué)方法修改dna序列，將目的基因片段導(dǎo)入宿主細(xì)胞內(nèi)，或者將特定基因片段從基因組中刪除，從而達(dá)到改變宿主細(xì)胞基因型或者使得原有基因型得到加強(qiáng)的用途。

基因修飾目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人類(lèi)生活的各個(gè)領(lǐng)域，在醫(yī)學(xué)上可以利用基因修飾的方法抑制某些病毒類(lèi)宿主細(xì)胞內(nèi)的病毒復(fù)制，從而達(dá)到治療的目的。

鋰空氣電池則是一種用鋰作陽(yáng)極，以空氣中的氧氣作為陰極反應(yīng)物的電池，可以應(yīng)用于新能源汽車(chē)。

麻省理工研究人員這項(xiàng)工作的關(guān)鍵之處在于新增了納米線(xiàn)的表面積，從而提高了電池充放電過(guò)程中電化學(xué)活性發(fā)生的面積。研究人員利用一種被稱(chēng)為m13的基因修飾病毒制備納米線(xiàn)陣列，每個(gè)約有80納米。在這種情況下，氧化錳線(xiàn)(非常適用于鋰空氣電池陰極材料)實(shí)際上是由該病毒組成的。但是和通過(guò)常規(guī)化學(xué)方法的納米線(xiàn)生長(zhǎng)不同，這些病毒構(gòu)成的納米線(xiàn)具有粗糙、高低不平的表面，這樣極大地新增了其表面積。

此外，納米線(xiàn)之間不孤立，該病毒自然出現(xiàn)三維交聯(lián)的納米線(xiàn)結(jié)構(gòu)，提高了電極的穩(wěn)定性。過(guò)程的最后一步是添加少量的金屬(如鈀)，極大地提高了納米線(xiàn)的導(dǎo)電性，同時(shí)在充放電期間能夠催化反應(yīng)。

總之，這些改進(jìn)有可能比目前的鋰離子電池能量密度高兩到三倍。這項(xiàng)工作獲得了美國(guó)陸軍研究辦公室和國(guó)家科學(xué)基金會(huì)支持，相關(guān)研究成果已經(jīng)發(fā)表在naturecommunications。