中国能源资讯网可导电分电刷问世促生物燃料电池获重大突破
美国乔治亚大学的研究者们日前成功研制出可导电的分子电刷。该发明意义重大，因为它意味着人类已经向制造为起博器、人工耳蜗、义肢等精密仪器提供动力的生物燃料电池迈出了第一步。英国《化学科学》杂志称该技术为“纳米技术领域的重大突破”。
项目由乔治亚大学的化学家杰森·洛克林以及另外两名该校研究生共同完成。他们所发明的聚合物电刷由噻吩链及苯链附于超簿金属薄膜之上而构成，其中苯为最简单的芳香族分子，可用来制作化学溶剂，而噻吩含有一个硫杂原子的五元杂环化合物，存在于煤焦油和页岩油中。
洛克林介绍说，该分子电刷实际上是附于金属表面、密度极高的聚合物链。它的结构类似牙刷，金属薄膜是刷柄，而聚合物则相当于刷毛。研究人员将这种类型的表层称为“聚合物电刷”。为了制造出能与构造紧密相连的聚合物链，研究人员必须用“嫁接”的手法使其生长于金属表面。
通过使用这种方法，科学家们首先为薄膜披上一层噻吩作为“表层”；然后科学家们采用聚合的方法在此前的基础上逐步建立起噻吩链或者是苯链。
洛克林还说，有机半导体的魅力就在于，它的属性可以根据自身所含的有机体数量改变。例如，噻吩本身是绝缘体，但当人们利用一定的技术将大量噻吩分子连在一起时，噻吩聚合物便有了导电的性质。聚合物电刷中的薄膜仅有5至50纳米厚，这样的厚度即使是用高倍光学显微镜也看不见。
该发明为微型生物燃料电池的发展带来了好消息。洛克林说，如果发明出能够利用人体内的能量来源（如葡萄糖）的生物燃料电池，植入人体中的仪器就将不再需要更换电池，但想要做到这一点并不容易。比如，人体内的酶可以很好地将化学能转化为电能，但想要利用酶来为电池供电却很难，因为人体内的酶都含有天然的绝缘保护层，它可以阻止电子从活性部位转移到电极。洛克林希望他们发明的分子电刷可以为电荷流动提供更好的通道。
但洛克林同时也表示，该研究目前还只处于起步阶段。摆在他们面前的还有很多障碍，例如他们目前还不明白电荷穿越有机材料的许多基本物理原理。
洛克林与他的研究团队下一步的计划是发明能够利用“分子电刷”的合适仪器，如生化感应器、义肢、心脏起博器、人工耳蜗等。如果实验成功，“分子电刷”将避免这些仪器与人体活组织产生排斥反应。
该研究由美国石油研究基金会提供资金，并已发表于6月的《化学科学》杂志。
