Для питания микроскопических устройств может использоваться крохотная батарейка, построенная на основе вирусных частиц.

Тысячи электродов на основе вирусных частиц позволили собрать массив батарей примерно 1 см в поперечнике
Электроды микробатарей (размерами около 4 мкм) под электронным микроскопом

Электронные устройства будущего, вроде «автоматических лекарств», выбрасывающихся в строго нужной части организма, или пресловутых «лабораторий на чипе», требуют соответствующих микроскопических источников питания. Но если просто уменьшить обычные аккумуляторы, их мощности для этих целей будет совершенно недостаточно. На помощь приходят нанотехнологии.

Один из подходящих вариантов — использовать генетически модифицированные вирусы, что и сделала недавно группа ученых с бактериофагом М13. Но для начала они создали основу из кремнийорганического полимера полидиметилсилоксана (PDMS), и покрыли ее последовательными слоями электролитов.

Каждый вирус М13 представляет собой полужесткую трубку несколько нанометров в диаметре и несколько микрометров в длину. Его частицы обладают тенденцией довольно плотно упаковываться, образуя рисунок на манер отпечатков пальцев.

Вирус был предварительно модифицирован таким образом, чтобы поверхность его (капсид) оказалась покрыта отрицательно заряженными аминокислотами. Благодаря их электростатическим взаимодействиям с положительно заряженным верхним слоем электролита они надежно закреплялись на подложке, а кроме того связывали ионы кобальта, металла, играющего важную роль во многих современных батареях.

Так что вся эта конструкция была погружена в раствор, содержащий кобальт, который довольно плотно покрыл доступные оболочки вирусных частиц, создав несущий заряд слой. К ее поверхности была приложена тонкая платиновая пластина, а подложка из полимера — удалена. Получились крохотные «бутерброды», в центре которых оказались замкнуты заряженные ионы кобальта. Готовая батарейка!

Об альтернативном подходе к той же проблеме читайте: «Нанодиод и нанобатарея».

По информации Nature