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  • 《自然—纳米技术》:利用病毒从水中分离出氢

    来源:www.shuoshisheng.net 发布时间:2020-05-12
    作者:刘霞资料来源:科技日报发布日期:2010年

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    《自然—纳米技术》:用病毒分离氢和水

    根据美国物理学家组织网络4月12日(北京时间)的一份报告,美国麻省理工学院的研究人员在利用病毒分离氢和水的漫长旅程中迈出了关键的一步。相关研究发表在新出版的《自然纳米技术》杂志上。

    麻省理工学院材料化学家安吉拉贝尔彻(Angela Belcher)领导的团队模拟了植物利用阳光分离水并制造化学燃料来促进自身生长的过程,基因工程改造了一种病毒,并将其作为生物支架一起构建一些纳米成分,最终将水分子分离成氢原子和氧原子。

    过去,研究人员利用太阳能电池板产生的电能来分离水分子,但是麻省理工学院的研究人员直接利用阳光来制造氢气。贝尔彻说,尽管他们的最终目标是从水中获得氢,但从水中分离氧的技术挑战甚至更大,所以研究小组首先开始克服这个困难。

    Belcher的团队通过基因工程改造无毒细菌病毒M13来吸附催化剂分子氧化铱和吸光物质锌卟啉,并将它们结合在一起。这种吸光物质不断地沿着病毒传播阳光,从而将病毒转变成一种线状装置,能够有效地将氧气从水分子中分离出来。

    然而,实验发现,一段时间后,病毒“线”会聚集在一起,失去效力。因此,研究人员将它们密封在凝胶状态的胶囊中,这样病毒就能够保持它们自己的状态,从而保持它们的稳定性和有效性。

    这种方法使制氧效率提高了4倍。研究人员希望找到同样的基于生物学的系统来完成反应的另一半分离氢。目前,从水中分离出的氢分为质子和电子。研究人员正在进行第二步,将这些质子和电子转化为氢原子或分子。该研究小组还希望找到更普通、更便宜的材料作为催化剂来替代昂贵、稀缺的铱。

    Belcher说他们将在两年内开发出自立耐用的模型设备,将水分离成氢和氧。

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    麻省理工学院报告(英文)

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