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纳米技术的关键问题是自组装,即如何让不合作的原子精确地连接和排列自身。当然,我们知道这是可以做到的:生命通过将分子转化为复杂的生物机器而得以延续。因此,今天的最具创造力的材料科学家之一,麻省理工学院的安吉拉·贝尔彻转向自然寻求帮助,这真是恰如其分。贝尔彻率先使用定制进化的病毒合成纳米线和阵列,将不同的研究学科融合为她独有的东西。
贝尔彻的目标是利用生物体作为工厂,组装由元素周期表中的任何元素制成的材料。她最大的成功来自于 M13 噬菌体,一种长管状病毒,宽度为 6 纳米。她设计了一种病毒变体,可以附着在量子点上,量子点是具有理想电磁特性的微小半导体斑点。通过悬浮病毒颗粒,她可以使它们排列起来,这是一种创建精细间隔的量子点层(层与层之间由病毒层隔开)的有效方法。
最近,她定制了 M13,在其长度上布满了金属颗粒,例如氧化钴和金,从而产生了金属纳米线,这些纳米线可以组装成高能量密度的电极。例如,这些电极可以集成到轻巧的薄膜电池中,这些电池可以轻松模制以适应任何空间。贝尔彻与人在加利福尼亚州山景城共同创立了 Cambrios Technologies 公司,旨在将其中一些演示转化为商业设备,例如柔性触摸屏和发光二极管。在她的工作中,DNA 展示了其作为生命代码之外的价值。