Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис. 1. Вот что схематически может происходить с кремнием при работе химического источника тока.
Рис. 2. Структура до осаждения кремния.
Рис. 2. Структура после осаждения кремния.
Рис. 3. Изображение «нанопроволоки», полученное с помощью просвечивающей микроскопии.

Вирусная батарейка

Ключевые слова:  вирус, химические источники тока

Опубликовал(а):  Гудилин Евгений Алексеевич

06 декабря 2010

В последнее время проблема хранения энергии всё чаще заставляет обращаться к новым подходам для создания необходимых материалов. Так, производство литий-ионных аккумуляторов нуждается в материалах с большой ёмкостью на единицу массы для создания компактных батарей длительного срока работы. К таким материалам относится кремний, теоретически рассчитанная ёмкость которого для Li3.75Si составляет более 3500 мА·ч/г. Серьёзным препятствием для использования кремния является его огромное объёмное расширение после цикла зарядки-разрядки – до 300-400% от начального объёма. Плёнки из кремния и сферические частицы, способы получения которых уже хорошо изучены, здесь попросту не годятся – они попросту разрушатся после двух-трёх циклов зарядки-перезарядки. Выходом из ситуации является создание материала, состоящего из наноструктур (волокон), закреплённых на носителе. Тогда возникает вопрос: как можно изготовить подобный материал из кремния?

Для решения задач в материаловедении часто применяется использование биологических объектов. Если взять вирус цилиндрической формы в качестве «шаблона», прикрепить его к носителю, покрыть слоем металла и напылить сверху кремний, то будет получен искомый материал. Так, недавно в качестве «шаблона» был использован вирус табачной мозаики с модифицированной цистеином оболочкой. На первой стадии в раствор, содержащий модифицированный вирус, опускали стальной диск. За счёт цистеина в оболочке молекулы вируса прикреплялись на поверхности диска, причём преимущественно вертикально. Поверхность получившейся структуры активировали кластерами палладия, чтобы затем покрыть её никелем путём электролитического осаждения. Заключительным штрихом стало нанесение кремния физическим осаждением из пара.

На рисунках ниже можно увидеть, как выглядела поверхность вирусной структуры до и после осаждения кремния. Видно, что большинство «проволок» направлено почти вертикально. Рядом показана одна такая «проволока»: тёмная область – вирус, покрытый никелем, светлая – осаждённый кремний.

Испытания собранного на основе полученного анода литиевого аккумулятора показали отличные результаты. Аккумулятор продемонстрировал высокую начальную ёмкость (~3000 мА·ч/г), низкое падение ёмкости со временем и большое время жизни (до 300 циклов зарядки-разрядки). Так что кто знает, возможно аккумуляторы на основе таких анодов в недалёком будущем займут место во многих устройствах.

Оригинальная статья: Virus-Enabled Silicon Anode for Lithium-Ion Batteries, Xilin Chen et al, DOI:10.1021/nn100963j, подготовил Фролов Дмитрий


Источник:



Комментарии
Палии Наталия Алексеевна, 06 декабря 2010 22:38 
где читала, что вирусы могут "оживить" уже использованные батарейки
Наверное, не оживить, а поживиться ими...
Это проделки компьютерных вирусов, которым для существования нужны батарейки.
Палии Наталия Алексеевна, 07 декабря 2010 12:47 
не оживить, а поживиться ими...- но при этом вырабатывать электричество, чтобы освещать улицы (насколько я припоминаю картинку к заметке)
Наталия Алексеевна, у вирусов нет метаболизма. Никакое электричество они не вырабатывают.

Та заметка, наверное, розыгрыш.
Режабек Борис Георгиевич, 12 декабря 2010 22:45 
Интересно, почему это цистеин ( читай, атом серы) мог заставить вирус прикрепиться к металлу? Если это правда, то хорошо бы пристальнее изучить это явление.
Борис Георгиевич, это как раз так особых вопросов не вызывает. Многие d-элементы имеют высокое сродство к сере и охотно реагируют с почти любыми её формами. Немного странно наличие цистеина на вирусе, ведь цистеин легко димеризуется в цистин.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Самозалечивающийся пузырь
Самозалечивающийся пузырь

III Международная гибридная школа-конференция "Сканирующая зондовая микроскопия для биологических систем - 2021"
НТ-МДТ Спектрум Инструментс приглашает вас принять участие в III Международной гибридной школе-конференции "Сканирующая зондовая микроскопия для биологических систем -2021", BioSPM-2021

SCAMT Workshop Week - практикум по нанотехнологиям в области хим/био/IT. Санкт-Петебург, 30 января - 6 февраля
SCAMT открывает подачу заявок на 8-ую научную школу SCAMT Workshop Week, которая пройдет с 30 января по 6 февраля 2022 года. Для студентов, прошедших отбор, участие в SWW бесплатное, иногородним предоставляется проживание.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Ленточки в косую полосочку: где кончается текстурный дизайн и начинается деформационная инженерия. Борофен: От слоя к слою. Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать: скачки Баркгаузена в сегнетоэлектрике. Украшение из скандия для притяжения водорода. Нобелевская премия 2021.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2021
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 8, 9, 10 и 11 июня 2021 г. Начало защит в 11.00. Защиты пройдут с использованием дистанционных образовательных технологий.

Академик Е.Н. Каблов: «Для освоения космоса нужны новые материалы»
Янина Хужина
В этом году весь мир отмечает 60-летие первого полета человека в космос. Успех миссии Юрия Гагарина стал возможен благодаря слаженной работе многих людей: физиков, математиков, конструкторов, инженеров-проектировщиков и, конечно, материаловедов. «Научная Россия» обсудила с академиком РАН Евгением Кабловым основные вехи в развитии космического и авиационного материаловедения.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2021 году
коллектив авторов
25 - 28 мая пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



Предлагаем каждому купить аттестат по низкой цене с доставкой.
 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.