Syntes av nanostrukturerade material med biologiska medel
Aug 03, 2021
Den senaste trenden inom bearbetning av batterimaterial är att använda biomineraliseringsprocesser för att bygga kontrollerade nanoarkitekturerade föreningar under omgivande förhållanden [Ryu, J. et al.
(2010)]. Biomimetisk kemi involverar utnyttjandet av faktiska biomolekylära enheter som proteiner, bakterier och virus för att fungera antingen som ett tillväxtmedium eller som en rumsligt begränsad reaktor i nanoskala för generering av nanopartiklar. Biosystem har den inneboende förmågan molekylär igenkänning och självmontering, och är därför en attraktiv mall för att konstruera och organisera nanostrukturen. Ryu et al. syntetiserat nanostrukturerat övergångsmetallfosfat via biomimetisk mineralisering av peptidnanofibrer (figur 11).
Peptider självmonterade till nanofibrer som visar många sura och polära delar på sin yta och mineraliseras lätt med övergångsmetallfosfat genom sekventiell behandling med vattenhaltiga lösningar innehållande övergångsmetallkatjoner och fosfatanjoner.
FePO4-mineraliserade peptidnanofibrer värmebehandlades vid 350ºC för att tillverka FePO4-nanorör med innerväggar belagda med ett tunt lager av ledande kol genom karbonisering av peptidkärnan. Som bildade kolbelagda FePO4 nanorör visade hög reversibel kapacitet (150 mAh·g-1 vid C/17) och god kapacitetsbevarande under cykling.
Schematisk syntes av FePO4 nanorör genom värmebehandling av peptid/FePO4 hybrid nanofibrer; och b) transmissionsmikrofotografi av rörformiga strukturer. [Reproducerat från Ryu et al. (2010)].
Bacillus pasteurii-bakterien har använts flitigt för att framkalla kalcitutfällning och den kan generera ett basmedium från ureahydrolys som hjälper till att växa av LiFePO4 nanofilament vid 65ºC. Öljäst har också rapporterats som en biomimetisk mall som har använts för att framställa LiFePO4 med förstärkt ytarea och konduktivitet [Li, P. et al. (2009)].
Konstruerade virus har också rapporterats som mallar för att syntetisera olika elektrodmaterial [Mao, Y. et al. (2007)], såsom nanotrådar av guld-koboltoxid som bestod av nanokristaller med en diameter på 2-3 nm framställda med modifierade bakterier M13-virus, med förbättrad kapacitetsretention [Tam, KT et al. (2006)]. Tobaksmosaikvirus har också använts som mall för syntes av nickel- och koboltytor. Detta virus var genetiskt modifierat för att uttrycka en ny pälsproteincysteinrest och för att vertikalt mönstra viruspartiklar till guldytor via guld-tiol-interaktioner. Guldstödda vertikalt inriktade virionpartiklar tjänade som vertikala mallar för reduktiv avsättning av Ni och Co vid rumstemperatur via strömlös avsättning, och producerade således elektroder med stor ytarea [Royston, E. et al. (2008)].
IPv6 nätverk som stöds
svenska 
English
français
Deutsch
русский
italiano
español
日本語
Polski
svenska
中文
