M13噬菌体（来源：维基百科）对M13的基因组进行改造后，病*的表面会生成特定的蛋白质，这种蛋白质能够吸附电极材料。当对病*基因组进行不同的工程突变时，生成的蛋白质能够吸附不同的材料。安吉拉改造的病*表达的蛋白质能够吸附氧化钴和磷酸铁，分别担任电池的正极和负极。传统的锂离子电池是一种充电电池，这种电池使用锂化合物作为电极材料，常用的正极材料包括锂铁磷酸盐、锰酸锂等，常用的负极材料是石墨，当锂离子通过电解质从负极流向正极时，电池便会发电。病*电池在本质上也是一种锂离子电池，但其所用的电解质是水，与锂离子电池相比，病*电池使用生物材料，更易降解，而且，它们的合成需要相对较少的设备，因此也更加便宜。同时，这种病*经过改造后，只会感染特定的细菌，且不会对人体致命。“使用病*等生物材料的好处是，它们已经以纳米形式存在，它们是用于合成电池材料的天然模板”，约翰?霍普金斯大学应用物理实验室的高级电池研究科学家KonstantinosGerasopoulos表示。纳米电极能够更多、更快地吸收和释放带电离子，因而可以将电池做的更小、更轻且容量更大。纳米电池是目前的研发热点，将电池正极和负极的材料纳米化后，能够降低电池材料的体积、提高电池密度，从而提升电池的容量，如果加入导电性良好的碳纤维，也可以提升电池的充放电性能。产量和效能是商业化障碍早在年，安吉拉就在白宫为前美国总统巴拉克?奥巴马（BarackObama）展示了这种病*电池，当时，奥巴马正好计划拨款20亿美元用于新型电池的技术的开发。安吉拉抓住了这一机遇。在10多年的发展中，安吉拉改造的病*已经能够结合种材料，应用到了太阳能电池、肿瘤检测灯方面。但不得不注意的是，目前，安吉拉改造的病*电池仅能为LED灯、手电筒、激光笔等小型设备供电。一般的电池工厂所需的原材料高达数十吨，但是病*体积太小，以目前的生物分子技术很难实现这种规模的量产。也就是说，病*电池暂时没办法商业化，对此，安吉拉解释道，“与成熟的锂离子制造商竞争是毫无意义的，我们并不会与当前的技术竞争，最重要的是，我们想要用生物学技术解决一些迄今为止尚未解决的问题”。在安吉拉成功拿到病*电池的同年，美国康奈尔大学的研究者发现了碳纳米管太阳能电池，碳纳米管是由碳原子无隙结合形成的一种纳米级的圆柱状物体，这种材料的太阳能电池导电性好、比传统的硅材料便宜，但是转换效率非常低，仅有1%。年，安吉拉及其团队在此基础上，用M13病*将碳纳米管太阳能电池的转换效率提升了近30%。M13病*生成的特定蛋白质能够固定碳纳米管，从而保证纳米管处于正确的位置；同时，M13还会产生二氧化钛，能够提高电子的传输效率；此外，M13能够让碳纳米管具有水溶性，使其在室温条件下更方便地加入到太阳能板中，从而降低成产生本。尽管安吉拉在一定程度上提升了碳纳米管太阳能板的转换效率，但是这种技术效率无法和钙钛矿型太阳能电池相提并论。钙钛矿型太阳能电池的效率已经超过了21%。现在，安吉拉和团队也在研究锂空气电池，这种电池用空气中的氧气作为负极，用锂离子作为正极。相比较锂离子电池，锂空气电池拥有更高的密度，这意味着，这种电池能够储存更多的电量。安吉拉和团队用组装病*作为负极，其生成的蛋白质会形成纳米级的导线，他们还增大了导线的直径，从而加快了充电和放电速率。除此之外，用病*创建高度有序的电极结构，缩短离子通过的距离，也能够增加电池充放电的效率。伊利诺伊大学材料研究实验室主任保罗?布劳恩（PaulBraun）认为这是电池储能的重要原因。安吉拉的病*电池虽然借鉴了钙分子有序排列形成鲍鱼壳的原理，但目前病*组装的电极结构依旧是无序的，目前，团队正在研究如何让病*组装成更有序的结构，以此来提高电池的储能效率。“病*汽车”的梦想除了病*电池之外，安吉拉和另外两位麻省理工学院的教授合作用病*组装技术开发了能够发现肿瘤的纳米颗粒。“用CT扫描能够发现小到1厘米的肿瘤，但是用这些纳米颗粒能够发现小到半毫米的肿瘤”，安吉拉补充道，“如果早点发现毫米级的肿瘤，并介入治疗，可以极大的提高患者的生存率”。安吉拉对病*的基因组进行了改造，使其表达的蛋白质不仅能够与碳纳米管结合，还能够与癌细胞产生的蛋白质结合。当病*附着在癌细胞后，纳米管在红外光的照射下可以发荧光，荧光的位置即标志肿瘤的位置，可以协助外科医生进行手术切除。目前这种技术仅能够用于乳腺癌，安吉拉和团队正在努力将这项技术用于脑癌和胰腺癌中。图
改进的病*电池可用于驱动汽车（来源：MITNEWS）驾驶用病*电池驱动的汽车是安吉拉的梦想。市场上主流的电动汽车用到的都是锂离子电池，根据公开消息，年电动汽车的平均续航在公里左右。要延长电动汽车的续航，要么增加电池的数量，要么增加电池的容量。从最初的病*电池到太阳能电池，再到上述提到的锂空气电池，安吉拉一直在对病*进行工程改造，提高电池的储能效率，以产生可以用作低碳能源系统一部分的材料。参考资料：