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Virus-based piezoelectric energy generation 基于病毒微生物的壓電效應(yīng)的發(fā)電機(jī)
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基于病毒、噬菌體等微生物的發(fā)電機(jī) Virus-based piezoelectric energy generation 【期刊】Nature Nanotechnology 【標(biāo)題】Virus-based piezoelectric energy generation 【鏈接】http://www.nature.com/nnano/journal/v7/n6/full/nnano.2012.69.html 【推薦理由】新能源的研究一直是近年來研究的熱門課題，一方面是太陽能電池，超級電容，鋰電等大能量密度，功率密度的儲能發(fā)電設(shè)備；另一方面則是利用壓電，熱電等效應(yīng)發(fā)展的微觀發(fā)電機(jī)將環(huán)境中的能量轉(zhuǎn)換為電能。傳統(tǒng)的材料多為具有壓電鐵電效應(yīng)的陶瓷，半導(dǎo)體，聚合物，如王中林教授近年來的發(fā)展的基于氧化鋅的壓電電子自供電發(fā)電機(jī)，基于壓電含氟聚合物的generator研究。近期出現(xiàn)了一些基于生物體得發(fā)電機(jī)，比如之前的蝸牛發(fā)電，以及這篇噬菌體發(fā)電。 本文在分子水平上表征了噬菌體具有結(jié)構(gòu)依賴型的壓電性質(zhì)，并成功的發(fā)展了一個可以提供6nA輸出電流，400mV輸出電壓的發(fā)電機(jī)，并用來驅(qū)動液晶顯示器 【摘要】Piezoelectric materials can convert mechanical energy into electrical energy1, 2, and piezoelectric devices made of a variety of inorganic materials3, 4, 5 and organic polymers6 have been demonstrated. However, synthesizing such materials often requires toxic starting compounds, harsh conditions and/or complex procedures7. Previously, it was shown that hierarchically organized natural materials such as bones8, collagen fibrils9, 10 and peptide nanotubes11, 12 can display piezoelectric properties. Here, we demonstrate that the piezoelectric and liquid-crystalline properties of M13 bacteriophage (phage) can be used to generate electrical energy. Using piezoresponse force microscopy, we characterize the structure-dependent piezoelectric properties of the phage at the molecular level. We then show that self-assembled thin films of phage can exhibit piezoelectric strengths of up to 7.8 pm V−1. We also demonstrate that it is possible to modulate the dipole strength of the phage, hence tuning the piezoelectric response, by genetically engineering the major coat proteins of the phage. Finally, we develop a phage-based piezoelectric generator that produces up to 6 nA of current and 400 mV of potential and use it to operate a liquid-crystal display. Because biotechnology techniques enable large-scale production of genetically modified phages, phage-based piezoelectric materials potentially offer a simple and environmentally friendly approach to piezoelectric energy generation. 全文鏈接的網(wǎng)頁最后有附件視頻資料，有興趣的可以看看[ Last edited by cityengle2609 on 2012-7-6 at 10:04 ] |
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2012-07-06 17:02:57, 3.94 M
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