美国正在研制一种类似植物利用光合作用来进行自我修復的太阳能电池,该电池通过使用碳纳米管和DNA等材料,可进行自我修復,以延长电池寿命并减少制造成本。
研究人员介绍,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,一根开口的单壁碳纳米管可以被用作「电动马达」和「发电机」, 单壁碳纳米管用作「捕光电池中的分子电线」。
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。