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麻省理工AFM：生物制備氣凝膠在Ni-MnOx正極設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

氣凝膠是一種超輕質(zhì)多孔材料，其基質(zhì)結(jié)構(gòu)可由880 nm長(zhǎng)的M13噬菌體顆粒交聯(lián)而成。從理論上講，改變噬菌體的性質(zhì)會(huì)改變氣凝膠基質(zhì)，但使用目前的生產(chǎn)系統(tǒng)嘗試這樣做會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)度不一。

近日，美國(guó)麻省理工Angela M. Belcher（通訊作者）和Christopher A. Voigt（通訊作者）在材料研究頂級(jí)期刊Adv. Funct. Mater.上發(fā)表了題為” Genetic Control of Aerogel and Nanofoam Properties, Applied to Ni–MnOx Cathode Design”的研究性論文。

生產(chǎn)限定長(zhǎng)度的均一噬菌體

作者設(shè)計(jì)了一個(gè)噬菌體系統(tǒng)，其長(zhǎng)度分布窄，長(zhǎng)度分布可在50~2500 nm之間以0.3 nm為增量進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且通過(guò)突變外殼蛋白，其持續(xù)長(zhǎng)度可獨(dú)立地在14~68 nm之間變化。從DNA構(gòu)建到氣凝膠合成的每一步都是自動(dòng)化的機(jī)器人工作流程被用來(lái)制造1200個(gè)氣凝膠。

噬菌體長(zhǎng)度和剛度的獨(dú)立控制

氣凝膠的高通量生產(chǎn)與表征

Genetic Control of Aerogel and Nanofoam Properties, Applied to Ni–MnOx Cathode Design (Adv. Funct. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adfm.202010867)

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