Раковины моллюсков послужили прототипами для новых высокоэффективных литий-ионных аккумуляторных батарей - «Наука и технологии»

Многие группы ученых постоянно ведут исследования, направленные на повышение надежности, емкости и прочих характеристик литий-ионных аккумуляторных батарей, которые, как известно, являются в настоящее время основными источниками питания множества портативных и мобильных электронных устройств, электрических и гибридных автомобилей, и т.п. И как это бывает очень часто, некоторые из ученых в поисках новых идей обращаются к живой природе, которая оттачивала все свои "технологии" очень и очень продолжительное время. К таким ученым относятся и ученые из университета Мэриленда, которые для создания нового типа электродов аккумуляторных батарей использовали принципы и процессы, за счет которых выполняет рост раковин моллюсков и улиток некоторых видов. В этих процессах задействованы органические вещества-пептиды, весьма эффективно связывающие вещества из которых производят катоды аккумуляторных батарей, что можно использовать для производства более легких и емких батарей с длительным сроком службы.

Основной трудностью, с которой приходится сталкиваться ученым, работающим с наноразмерными материалами, является то, что когда размеры элементов материала становятся меньше 100 нанометров, химические реакции, в которых задействованы эти материалы, становятся непредсказуемыми и проходят совсем по-иному, нежели в обычных условиях. Однако, именно использование материалов с наноразмерной структурой позволяет увеличивать эффективную площадь электродов, емкость и другие параметры аккумуляторных батарей. Таким образом ученым в любом случае приходится искать решения преодоления проблемы с нестабильностью химических процессов, происходящих в наноразмерных и наноструктурированных материалах.

Решая весь перечень описанных выше проблем, ученые из Мэриленда обратились к способу естественного выращивания раковин моллюсков. Как уже упоминалось, рост этих раковин определяется наличием определенных пептидов - органических соединений, состоящих из цепочек аминокислот. Пептиды, вырабатываемые моллюском, эффективно связывают неорганические соединения, такие как карбонат кальция, а места и интенсивность выделения пептидов определяют скорость и форму роста наноразмерных структур, из которых получается материал раковин.