Angela Belcher, materiaalchemicus aan het Massachusetts Institute of Technology, gebruikt nanotechnologie om batterijen te laten groeien. Geen virussen meer. Batterijen die weken of maanden meegaan en dunner kunnen zijn dan een creditcard. Hoe is ze op zo'n idee gekomen? Abalone schelpen.
gerelateerde inhoud
- Kan nanotechnologie levens redden?
"Ik ben echt geïnteresseerd in hoe biologie materialen maakt", zegt Belcher. "Ik ben altijd al gefascineerd geweest, bijvoorbeeld door schelpen." Abalone schelpen bestaan meestal uit calciumcarbonaat, maar vanwege de manier waarop abalones dat zachte materiaal met eiwitten op nanoschaalgrootte mengen, vormen de schelpen een bijna onbreekbaar pantser. "Veel objecten die op nanoschaal worden bestuurd, hebben ongebruikelijke eigenschappen op basis van hoe ze biologisch worden gemaakt", zegt ze.
Werkend in haar laboratorium met materiaalwetenschappers en bio-ingenieurs, begon Belcher met een natuurlijk voorkomend virus genaamd de M13-bacteriofaag en voegde het genen in die ervoor zorgden dat het virus een sjabloon werd voor kleine, zelfassemblerende draden. Sommige draden, gemaakt van kobaltoxide en goud, worden de negatieve polen van de batterij. Anderen, gemaakt van ijzerfosfaat bedekt met koolstofnanobuisjes, vormen de positieve polen. De ultradunne draden, met een diameter van enkele nanometers, kunnen worden gecombineerd om krachtige elektroden te vormen voor lithium-ionbatterijen zoals die in veel moderne elektronica worden gebruikt. Maar de batterijen van Belcher kunnen in elke denkbare vorm worden ontworpen.
De tovenarij van Belcher heeft de aandacht getrokken van de hoogste overheidsniveaus. President Obama stopte bij het lab van Belcher voor een demonstratie. Ze gaf hem een miniatuurkopie van het periodiek systeem der elementen. ("In het geval u ooit in een binding verkeert en een molecuulgewicht moet berekenen, is hier een periodiek systeem voor uw portemonnee, " vertelde ze hem.)
De batterijen van Belcher zijn minstens een paar jaar verwijderd van commercialisering. Ze verschijnen mogelijk eerst in een nieuwe generatie geautomatiseerde creditcards. Of duurzame lichtgewicht batterijen voor gadgets zoals laptops of mobiele telefoons, of een laboratorium op een chip.
