Использование вирусов для производства катализаторов
Создание лучшего катализатора может быть также просто, как позволить вирусу сделать это за нас. Анжела Белхер с сотрудниками из Технологического института Массачусетса использовали бактериофаг M13 как темплат для наращивания наночастиц и наноцепей родия и никеля на церии – катализаторе, который перерабатывает этанол в водород и, таким образом, является перспективным для топливных элементов. Темплатный вирусный катализатор обладает заметно отличающимися физическими свойствами от катализаторов идентичного состава выращенного без бактериофага M13, включая более длительную стабильность и меньшую уязвимость к дезактивации поверхности – сообщают исследователи.
Бактериофаг M13 может быть сконструирован для сборки наноцепей модификацией белков его поверхности, которая позволит создать множество материалов. Любопытно, что в прошлом группа Белхер занималась созданием электродов батарей, а также полупроводников и магнитных наноцепей на основе бактериофага M13.
Вирус имеет относительно жесткое строение и характеризуется высокими пропорциями, таким образом, он образует великолепные открытые и пористые наноструктуры, которые увеличивают площадь поверхности и сдвигают распределение размеров пор – объясняет Браян Нелтнер, автор сообщения. Площадь поверхности и размер пор – ключевые аспекты катализаторов и могут повышать как выход реакции, так и селективность.
Исследователи также обнаружили, что они могут исключить использования дорого родия из биотемплатного материала, создавая катализатор только с никелем на церии. Этот материал может каталитически конвертировать этанол при температурах около 400 °C, таким образом – это альтернатива при использовании высоких температур.
Данный подход к синтезу катализатора четко предусматривает желаемые альтернативные возможности для каталитического применения – комментирует Гален Стаки, профессор из Университета Калифорнии.
По словам Нелтнера, его, как ученого-материаловеда, каждый день удивляет то, что биология способна создавать белок, который будет связывать или порождать почти любой произвольный материал. По его словам в их лаборатории можно сделать почти все, что они хотят, используя бактериофаг M13 за счет невероятной гибкости биологических систем.
