Nelze si nevšimnout, že současné technologie baterií už nejspíš předvedly úplně všechno, co v nich bylo. Přitom právě baterie jsou klíčovými komponentami ohromné škály dalších technologií. Proto se čeká se na nějaký převratný objev, jenž by odstartoval další vývoj našich elektronických mazlíků.
Se zajímavým projektem přišel tým badatelů pod vedením A. Belcher z MIT. Ve svých laboratořích si pohráli s bakteriofágem M13, kterého přinutili spontánně vytvářet elektrody pro lithiové nanobaterie budoucnosti. M13 je vděčný modelový virus genových inženýrů, kteří se zabývají bionanotechnologiemi. Má nápadně vláknité částice, jež tvoří jednořetězcová DNA dlouhá 6407 nukleotidů a obalená cca 2700 kopiemi hlavního obalového proteinu P8. Jiným obalovým proteinem P3 se váže na konec F-pilusu bakterie E. coli. Po úspěšném kontaktu vleze dovnitř dotyčné bakterie a je v ní podle všeho vcelku způsobný. Navzdory svému formálnímu řazení mezi bakteriofágy totiž hostitelskou buňku nezahubí. Jeho vláknitého tvaru využívají nanotechnologové při tvorbě různých lineárních nanostruktur.
V tomhle případě pozměnili bakteriofágovy obalové proteiny genovou manipulací DNA tak, aby se na ně vázaly ionty kobaltu a zlata. Viry se díky tomu proměnily v mikroskopické anody schopné úspěšně vést elektrický proud.
Hledání vhodných mutantů neprobíhalo nějakým sofistikovaným plánováním a konstruováním ideální sekvence, ale naslepo, prakticky stejně jak to dělá přírodní výběr. Takový postup se v různých podobách s úspěchem využívá stále častěji. Prostě nasypali miliardy částic viru na zlato a vybrali ty, které na něm nejlíp držely. Při tvorbě molekul vázajících kobalt autory opět inspirovala příroda. Napodobili genetický kód proteinů vázajících vápník, protože se v tomhle ohledu kobaltu docela blíží.
Jde o velmi praktické know-how. Miniaturní anody narostly v roztoku oxidu kobaltnatého s přídavkem zlata. To všechno při pokojové teplotě a za velmi bezpečných okolností, čili přesně naopak, než jak tomu je při současné výrobě baterií. V budoucnu postačí jenom smíchat jednotlivé ingredience a nanobaterie vám samy vyrostou. Zároveň se zdá, že bude poměrně snadné donutit viry vytvářet i další elektronické součástky, stačí jen zase nepatrně pozměnit virovou DNA. Jeden virus, čili jeden drátek má pouhých 6 nanometrů v průměru a 880 nanometrů délky. Z viru M13 i z jeho kolegů se stanou doslova dělníci nanotechnologií.
Autoři studie ve svých předešlých projektech vypěstovali virové polovodiče a magnetické nanodrátky. V dohledné době hodlají vytvořit virové baterie velikosti zrnka rýže.
Možná je to nový začátek, budoucí vývoj technologií lze jen velice obtížně předvídat. Je docela dobře možné, že blízká budoucnost bude patřit pozoruhodným virovým nanotechnologiím, které nám porostou na Petriho miskách.
Prameny: Science online 6. dubna, Wikipedia
Diskuze:
