锂空气电池（Lithium-air batteries）近几年成为热门研究领域：它们有望在每单位电池重量下大幅增加电力，而那会使，例如：智能手机待机时间更长、电动车的行驶距离更长。不过要使这个美梦成真将面临诸多挑战，包括需要为电池的电极开发更好、更耐用的电极，同时改善电池能够承受的充、放电循环。

现在 MIT 的研究者发现，将经过基因改造、会产生纳米线（nanowires，这种纳米线的宽度约为一个红血球，且能作为一种电池电极使用）的病毒，能帮助解决一些问题。

一篇发表在《Nature Communications》期刊中的论文叙述这项新研究，由 Dahyun Oh、Angela Belcher 与 Yang Shao-Horn 教授以及其他三位共同完成。其研究关键在于增加导线的表面面积，因而增加了电池在充、放电时，发生电化学活动的面积。

研究者们利用一种经过基因改造的病毒，称为 M13，来制造一个纳米线阵列，每个宽度约 80 nm。这种病毒能从水中捕捉金属分子并将之结合成结构化的形状。在此例中，氧化锰的纳米线 -- 一种“受欢迎的”锂空气电池阴极材料，Belcher 表示 -- 实际上是由病毒所制造。但与透过传统化学方法所“生长的”纳米线不同，这些由病毒所建立的纳米线具有粗糙、满是尖刺的表面，那大幅增加其表面积。

Belcher（W.M. Keck 能源教授以及 MIT Koch 整合癌症研究所的成员）解释，这种生物合成的过程“真的与一个鲍鱼（abalone）如何生长牠的壳十分相似” -- 此例中，是从海水中收集钙并将之沉积在一固态的、相连的结构上。

Belcher 表示，利用此法增加表面积为锂空气电池的充、放电速度提供“很大的优势”。她表示，这种製程也有其他潜在优势：不像传统的制造方法，那涉及能源密集的高温与有害的化学物质，这种方法能在室温下使用基于水的製程完成。而且，并非制造单一纳米线，这种病毒天生就会产生一种三维的、交错连结的线状结构，那为电极提供更好的稳定性。

此製程的zui终部份是添加少量金属，例如：钯（palladium），那能大幅增加纳米线的导电性并允许它们在充、放电期间进行催化反应。其他小组曾尝试利用纯的或高度浓缩的金属制造这样的电池，不过这种新製程大幅降低所需要的昂贵材料数量。

总而言之，这些修改有潜力制造出能量密度（在一定重量下所能储存的能量总量）比今日*的锂离子电池（一种密切相关的技术，那是今日的*竞争者）还要大二到三倍的电池，研究者表示。

Belcher 强调，这是属于初期阶段的研究，需要进行更多研究，以制造出值得进行商业化生产的锂空气电池。这项研究只观察一种元件的制造 -- 阴极；其他必要部份，包括电解质 -- 让锂离子从电池的一端电极穿越到另一端的离子导体 -- 需要更进一步的研究以找到可靠、耐用的材料。此外，虽然这种材料虽然成功经历过 50 次的充电与放电，不过对于一个实用的电池而言，须能禁得起几千次的循环。

虽然这些实验使用病毒来进行分子组装，不过 Belcher 表示，一旦这种电池的*材料被找到且经过测试，实际制造或许会以不同方式完成。这曾发生在她实验室以前所开发的材料上，她说：这种化学物质zui初利用生物学方法来开发，但之后，另一种更容易扩大到工业等级生产的方法则会在实际制造过程中取而代之。

Jie Xiao，西北太平洋国家实验室的研究科学家，她并未涉及此研究，称此研究“在引导‘如何有效率地操纵（锂空气电池之催化反应）’的研究上，是一大贡献”。她说这种“新颖的方法... 不仅为锂空气电池提供新的洞见，在此研究中所引介的样板（template）也能很容易地为其他催化系统所採用”。

除了 Oh、Belcher 与 Shao-Horn 之外，这项研究的成员还包括 MIT 研究科学家 Jifa Qi 与 Yong Zhang 还有博士后 Yi-Chun Lu。这项研究由 U.S. Army Research Office 与 NSF 所支持。