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據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)4月12日(北京時間)報道，美國麻省理工學(xué)院的研究人員利用病毒將氫從水中分離出來，在將水變成氫燃料的漫漫征程中邁出了關(guān)鍵一步。相關(guān)研究發(fā)表在最新出版的《自然·納米技術(shù)》雜志上。 麻省理工學(xué)院材料化學(xué)家安琪拉·貝爾徹領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)模擬植物利用太陽光分離水并制造化學(xué)燃料來促進(jìn)自身生長的過程，對一個病毒進(jìn)行了基因改造，同時將其作為生物支架，將一些納米組件搭建在一起，最終把水分子分離成了氫原子和氧原子。 以往，研究人員使用太陽能電池板產(chǎn)生的電力來分離水分子，但麻省理工學(xué)院的研究人員直接使用太陽光來制取氫。貝爾徹表示，雖然他們的最終目的是從水中得到氫氣，但將氧氣從水中分離出來面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)更大，于是該研究團(tuán)隊(duì)首先開始攻克這一難關(guān)。 貝爾徹團(tuán)隊(duì)將無毒的細(xì)菌病毒M13進(jìn)行基因改造，讓它吸附一個催化劑分子氧化銥和一個吸光物質(zhì)鋅卟啉，并同它們綁在一起，吸光物質(zhì)源源不斷地將陽光沿著病毒傳遞，于是該病毒就變成了類似電線的設(shè)備，能夠高效地將氧從水分子中分離出來。 然而實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，一段時間后，該病毒“電線”會簇?fù)碓谝黄穑バЯΑＳ谑牵芯咳藛T將它們變成凝膠狀態(tài)封入一個膠囊內(nèi)，這些病毒因此能夠保持自己的狀態(tài)，從而維持了其穩(wěn)定性和有效性。 這種方法使產(chǎn)生氧氣的效率提高了4倍，研究人員希望能夠找到同樣的以生物學(xué)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)來完成這個反應(yīng)的另一半過程——分離氫氣。目前，從水中分離的氫被分成質(zhì)子和電子。研究人員正在進(jìn)行第二步攻關(guān)，將這些質(zhì)子和電子變成氫原子或者氫分子。該研究團(tuán)隊(duì)也希望找到更常見、更便宜的物質(zhì)來做催化劑，替代昂貴而稀少的銥。 貝爾徹表示，她們將在兩年內(nèi)研制出能夠自我支持并持久耐用的模型設(shè)備，實(shí)現(xiàn)將水分離成氫氣和氧氣。 -科技日報 |
