美国研制能自我修复的太阳能电池

据美国物理学家组织网1月5日(北京时间)报道,美国研究人员正在研制一种新式太阳能电池,通过使用碳纳米管和DNA等材料,该电池能像植物体内天然的光合作用系统一样进行自我修复,从而延长电池寿命并减少制造成本。

新设计利用了单壁碳纳米管非同寻常的电学特性。碳纳米管可包含一层到上百层石墨片,只有一层石墨片的称为单壁碳纳米管,其管径约1.5纳米左右,是一种非常理想的纳米通道,一根开口的单壁碳纳米管可以被用作“电动马达”和“发电机”。科学家在实验中将单壁碳纳米管用作“捕光电池中的分子电线”。研究人员解释说,在新电池中,碳纳米管的主要功能是固定DNA片段。科学家也对DNA进行编程,让其具有核苷酸所拥有的特定序列,使其能识别并且依附染料。一旦DNA识别出染料分子,系统就开始自我组装,完成染料更新,就像植物体内时时刻刻都在进行的自我再生。

基于这种想法研制的革新性光电化学电池,只要不断向其中添加新染料,就能开足马力继续工作。而通过化学过程或通过增加具有不同核苷酸序列的新DNA片段,击落旧染料分子,接着朝其中添加新染料分子,就可实现染料的新旧更替。

 
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