Физика Кремния

Авторы вирусной технологии полагают, что она относительно просто может оказаться интегрирована в существующий производственный цикл выпуска солнечных батарей (иллюстрация Matt Klug, Biomolecular Materials Group). Фотоэлектрические панели, активный слой которых собран генетически запрограммированными вирусами, - на треть эффективнее привычных. Это продемонстрировал необыкновенный опыт, проведённый в США.

Анжела Белчер (Angela Belcher) и её сотрудники из Массачусетского технологического инст. генетически изменили вирус M13, заставив его трудиться микроскопическим роботом-сборщиком. В I-ой фазе процесса вирусы захватывали однослойные углеродные микротрубки (по 5-10 штук любой) с помощью сотен своих пептидных молекул, а после равномерно располагали на поверхности, создавая сеть сборщиков электронов.

Её задача - принимать заряды от активного вещества и передавать их на контакты батареи. Раньше исследователи уже пробовали применять микротрубки как средство транспорта электронов в толще солнечной батареи. Однако для полного успеха требуется было преодолеть препятствие: микротрубки обязаны сформировать разветвлённую проводящую устройство без комков и слипаний (они снижают общий эффект). Именно здесь пригодилась ловкость вирусов-сборщиков. (Удобно к тому же, что процесс шёл в водной среде и при комнатной температуре.)

Однако на монтаже "электросети" деятельность вирусов не кончилась. Изменив кислотность среды, исследователи включили в тех же вирусах вторую заложенную генными инженерами программу.

Сейчас M13 занялись "высадкой" собственно у микротрубок тончайшего покрытия из диоксида титана. Финальный штрих (ещё определенные ингредиенты), и в итоге у Белчер получилась батарея на основе сенсибилизированных красителей.

Подобные солнечные элементы в целом-то не различаются высоким КПД, однако зато они крайне дёшевы, поэтому в данной обл. в заключительное время ведётся много работ.

Филигранный "узор" из микротрубок и тесно контактирующих с ними наночастиц TIO2 дал возможность порождаемым светом электронам беспрепятственно добираться до места назначения.

Эффективность новых батарей оказалась равна 10,6 процента против 8 процентов у привычных сенсибилизированных панелей без микротрубок. (Детали - в нейче.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2011.50.html">работе в Нейче Nanotechnology и пресс-релизе инст..) Это серьёзное улучшение, принимая во внимание, что вирусы и микротрубки составляли 0,1 процента по весу от всей панели.

При этом авторы технологии утверждают, что её возможно приспособить для модификации и иных перспективных разновидностей солнечных батарей - органических, на базе квантовых точек и так дальше. Примечательно, что раньше та же Анжела Белчер на эксперименте продемонстрировала, как при помощи генетически запрограммированных вирусов возможно увеличить эффективность литиевых аккумуляторов.