& N5 m; h. S; E. e, T# y7 o這些特點就是科學家尋找的,見于納米基礎材料中。但是,伯克利實驗室的研究人員第一次必須確定,M13病毒是否具有壓電性。李承旭去找拉梅什,這位專家研究電性薄膜,是在納米尺度進行。他們采用電場,施加到M13病毒薄膜上,觀察發生什么,這要使用一種特殊的顯微鏡。螺旋蛋白質涂在病毒表面,會扭曲和轉向,以進行響應,這就是一個確切標志,說明壓電效應在起作用。/ }% e4 P7 q) a' P
+ w4 P/ C+ J% f% g接著,科學家們增加了病毒的壓電強度。他們利用基因工程,添加4個帶負電荷的氨基酸殘基(amino acid residues),就添加在螺旋蛋白質的一端,這種蛋白質涂在病毒表面。這些殘基會增加蛋白質正負兩端之間的電荷差異,提高病毒的電壓。 3 Q3 f3 F5 w& n- h: [% F / l9 {; k* ]6 I5 O) @科學家們進一步增強了這種系統,他們堆疊薄膜,這些薄膜包含單層病毒,彼此堆疊起來。他們發現,堆疊約20層,會產生最強的壓電效應。 ; ?+ Z) n$ s: R8 C5 l8 d( d& P. E, V; {$ E
剩下唯一需要做的,就是示范試驗,所以,科學家制作了基于病毒的壓電能量發生器。他們創造條件,用遺傳工程設計病毒,使它們可自發組織,形成多層膜,尺寸約一平方厘米。這種薄膜隨后被夾在兩個鍍金電極之間,用電線連接到液晶顯示器。8 X1 m* }7 s& H% e
, I0 h! i% Y+ r1 G: `# p壓力施加到發電機上時,會產生高達6納安的電流和400毫伏的電勢。這電流就足夠多,可以在屏幕上閃爍數字“1”,電壓大約是一節三A電池的四分之一。, R" G/ o' x& g/ K/ i/ o* j3 Y4 L
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“我們現在正在研究一些方法,以改善這種原理循證示范,”李承旭說。“因為有這種生物技術工具,就可以大規模生產轉基因病毒,這些壓電材料采用病毒,可提供一條簡單的途徑,制備未來的新型微電子裝置。”: n6 p$ O- @0 U) Y% e, Q