|
Фотоэлектрические панели, активный слой которых собран генетически
запрограммированными вирусами, — на треть эффективнее обычных. Это
показал необычный эксперимент, проведённый в США. Анжела Белчер (Angela Belcher) и её коллеги
из
Массачусетского технологического института генетически изменили вирус
M13, заставив его работать микроскопическим роботом-сборщиком. В первой
фазе процесса вирусы захватывали однослойные углеродные нанотрубки (по
5-10 штук каждый) при помощи сотен своих пептидных молекул, а затем
равномерно располагали на поверхности, создавая сеть сборщиков
электронов. Её задача — принимать заряды от активного вещества
и передавать их на контакты батареи. Ранее учёные уже пробовали
использовать нанотрубки как средство транспорта электронов в толще
солнечной батареи. Но для полного успеха необходимо было преодолеть
препятствие: нанотрубки должны сформировать разветвлённую проводящую
структуру без комков и слипаний (они снижают общий эффект). Именно тут
пригодилась ловкость вирусов-сборщиков. (Удобно также, что процесс шёл
в водной среде и при комнатной температуре.) Но на монтаже
«электросети» работа вирусов не закончилась. Изменив кислотность среды,
учёные включили в тех же вирусах вторую заложенную генными инженерами
программу. Теперь M13 занялись «высадкой» непосредственно у нанотрубок
тончайшего покрытия из диоксида титана. Финальный штрих (ещё
некоторые ингредиенты), и в результате у Белчер получилась батарея на
основе сенсибилизированных красителей. Такие солнечные элементы
вообще-то не отличаются высоким КПД, но зато они очень дёшевы, потому в этой области в последнее время ведётся немало работ.
Филигранный «узор» из нанотрубок и тесно контактирующих с ними наночастиц TiO2
позволил порождаемым светом электронам беспрепятственно добираться до
места назначения. Эффективность новых батарей оказалась равна 10,6%
против 8% у обычных сенсибилизированных панелей без нанотрубок.
(Детали — в статье в Nature Nanotechnology и пресс-релизе института.) Это
серьёзное улучшение, учитывая, что вирусы и нанотрубки составляли 0,1%
по весу от всей панели. При этом авторы технологии говорят, что её можно
приспособить для модификации и других перспективных типов солнечных
батарей — органических, на базе квантовых точек и так далее. Интересно, что ранее та же Анжела Белчер на опыте показала, как с помощью генетически запрограммированных вирусов можно повысить эффективность литиевых аккумуляторов. | 
