电力/性能:1月31日

微生物纳米线

麻省阿默斯特大学的微生物学家的报告,他们发现了一种新型的微生物纳米线,蛋白质纤维,细菌使用电气连接与其他微生物或矿物质。

团队是出于提高“绿色”的潜力为电子导电材料。

根据Derek Lovley Amhurst微生物学教授,”微生物纳米线是一种革命性的电子材料与实质性优势人造材料。化学合成纳米线在实验室需要有毒化学物质,高温和/或昂贵的金属。能源需求是巨大的。相比之下,在室温下自然微生物纳米线可以批量生产廉价的可再生原料的生物反应器与更低的能量输入。和有毒的组件的最终产品是免费的。”

直到现在实验室的重点都是只有一个细菌的纳米线,核废料旁边sulfurreducens。然而,当实验室开始看着核废料旁边其他物种的蛋白质纤维,他们找到了一个广泛的导率。例如,一个物种从uranium-contaminated土壤导电细丝产生不佳。然而,另一个物种,核废料旁边metallireducens生产纳米线导电比g . 5000倍sulfurreducens电线。

核废料旁边表达导电纳米线(红色)。这样自然纳米线可以从廉价的大规模生产,可再生能源成本较低的原料相比,化学合成与有毒化学品和高能源需求。(来源:马塞诸斯州大学阿默斯特)

团队没有直接研究g . metallireducens应变。相反,他们把基因的微生物蛋白质组装成纳米线和这个插入g . sulfurreducens。结果是一个转基因表达了g . g . sulfurreducens metallireducens蛋白质,使纳米线导电比g . sulfurreducens自然会产生。

研究人员属性g . metallireducens纳米线的异常高导电性更丰富的芳香族氨基酸。密集的芳香环似乎是一个关键组成部分微生物纳米线电导,和更多的芳香环可能意味着更好的连接电子转移蛋白细丝。

g . metallireducens纳米线的高导电率表明,他们可能是一个有吸引力的建筑材料的导电材料,电子设备和传感器用于医疗或环境的应用程序。团队说发现更多关于纳米线电导机制”提供重要的见解如何让更好的电线与基因,我们设计自己。”

进行电不热

根据科学家们的一项新的研究美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室,加州大学伯克利分校,橡树岭国家实验室和杜克大学,电子二氧化钒可以没有导热导电。

在调查材料,研究人员发现,热导率归因于电子是十倍小于预计将从Wiedemann-Franz法律,控制电气和热导率之间的关系。

说:“这是一个完全出乎意料的发现Junqiao Wu伯克利国家实验室的物理学家和加州大学伯克利分校材料科学与工程教授。“这显示了教科书的剧烈分解法,已经知道是常规导体的健壮。这一发现的关键是理解基本的电子小说导体的行为。”

二氧化钒(最大)nanobeams合成了加州大学伯克利分校研究人员显示奇异的电和热性能。在这幅伪彩色扫描电子显微镜图像,热导率是衡量运输暂停热源的热量垫(红色)感应垫(蓝色)。就是VO2 nanobeam垫是弥合。(来源:吴Junqiao /伯克利实验室)

金属二氧化钒已经指出其不同寻常的能力从绝缘体切换到一个金属当它达到67摄氏度,或152华氏度。然而,数量的电和热,二氧化钒可以进行可调与其他材料混合。

当研究者掺杂单晶二氧化钒金属钨和样品,他们降低了相变温度二氧化钒金属。与此同时,电子在金属相成为更好的热导体。这使研究人员控制的热量,二氧化钒可以通过切换其消散阶段从绝缘体到金属,反之亦然,在可调温度。

虽然有少数的二氧化钒以外的其他材料导电比热量,那些发生在气温零下数以百计的度,使它具有挑战性的发展到现实的应用程序中。

二氧化钒的好处是透明下面约30摄氏度(86华氏度),和红外线吸收超过60摄氏度(140华氏度)。

虽然有更多的问题需要回答的二氧化钒可以商业化之前,研究人员希望它可以被用来帮助清除或发动机散热,或被发展成一个窗口涂层,提高建筑能源的有效利用。

新型的太阳能电池

哥廷根大学的研究人员,德意志Elektronen-Synchrotron(谜底)、马克斯·普朗克生物物理化学研究所,技术Clausthal-Zellerfeld大学提出了一个全新的基础类型的光伏电池。背后的机制钙钛矿固态太阳能电池依赖于所谓的极化子激,把电子的激发和晶格的振动。

“在传统的太阳能电池,电子和晶格振动之间的相互作用会导致不必要的损失,造成实质性的问题,而钙钛矿的极化子激太阳能电池可以创建具有分形结构在特定的操作温度和持续时间很长,足够明显的光生伏打效应发生,”解释Dirk饲养者,马克斯-普朗克研究所的生物物理化学在哥廷根和谜底。

在实验室里实验极化子太阳能电池。(来源:德克饲养者,MPIbC /谜底)

为了效果,钙钛矿在实验室太阳能电池必须冷却到零下35摄氏度左右。如果这个效果在实际应用中使用,它将需要生产命令极化子在更高的温度。

“到目前为止,测量了仔细描述参考材料,为了展示效果的原则。为了这个目的,转变温度低是接受,“领先科学家西蒙Techert教授说谜底。

材料在哥廷根大学物理学家正试图修改和优化材料以达到更高的工作温度。研究人员正在探索的另一个途径是使用额外的光产生激励。

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