JP2008517070A - 自己組織化式の可撓性かつ軽量のリチウム電池のためのウイルス骨格 - Google Patents
自己組織化式の可撓性かつ軽量のリチウム電池のためのウイルス骨格 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008517070A JP2008517070A JP2007538090A JP2007538090A JP2008517070A JP 2008517070 A JP2008517070 A JP 2008517070A JP 2007538090 A JP2007538090 A JP 2007538090A JP 2007538090 A JP2007538090 A JP 2007538090A JP 2008517070 A JP2008517070 A JP 2008517070A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- peptide
- metal
- composition
- virus
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K4/00—Peptides having up to 20 amino acids in an undefined or only partially defined sequence; Derivatives thereof
- C07K4/02—Peptides having up to 20 amino acids in an undefined or only partially defined sequence; Derivatives thereof from viruses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
- H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
- H01B1/122—Ionic conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
- H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/16—Biochemical fuel cells, i.e. cells in which microorganisms function as catalysts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Virology (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
Description
本発明は、生物鋳型を用いた、充電式のリチウムイオン電池のための電極を生成することに関する。
携帯用のデバイスに対する要求の増大が、エネルギー密度が高い小型の充電式電池の開発を駆動している。リチウムイオン電池は、他の型の電池と比べて、比エネルギーがより高く(100〜150Wh/kg)、比電力がより高く(150〜250W/kg)、そして、寿命がより長い(1000サイクルより長い)ので、最適なシステムである。これらの利点は、この電池の高い電圧(2.4〜4.6V)および、リチウムキャリアイオンの高い理論上の容量密度(3862 Ah/kg)から生じる。リチウムイオン電池の性能は、そのアノードおよびカソードにおいて使用されるインターカレーション材料によってひどく影響を受ける(非特許文献1)。インターカレーション材料の固有の特性は、セルの電圧、容量および安定性を決定し、これは次いで、個々のサイクル寿命と、電池の総寿命を決定する。
J.−M.Tarascon and M.Armand,「Issue and challenges facing rechargeable lithium batteries」,Nature 414,359−367(2001) G.Che,B.B.Lakshmi,E.R.Fisher and C.R.Martin,「Carbon nanotuble membranes for electrochemical energy storage and production」,Nature 393,346−349(1998) Y.Zhou,L.Cao,F.Zhang,B.He,H.Li,「Lithium insertion into TiO2 nanotube prepared by the hydrothermal process,J.Electrochem.Soc.150,A 1246−A1249(2003) J.R.Dahn,U.Von Sacken,M.W.Juzkow,H.Al−Janaby,「Rechargeable LiNiO2/carbon cells」,J.Electrochem.Soc.138,2207−2211(1991) G.Yuan,M.V.Yakovleva,W.B.Ebner,「Novel LiNi1−xTix/2Mgx/2O2 compounds as cathode materials for safer lithium ion batteries」,Electrochem.Solid State Lett.1,117−119(1998) B.Ammundsen,et. al.,Proc.Int.Symp.Electrochem.Soc.Vol.99−24,57−67(ECS,Pennington,NJ,2000) W.Donga,D.R.Rolison,B.Dunn,「Electrochemical properties of high surface area vanadium oxides aerogels」,Electrochem.Solid State Lett.3,457−459(2000)
本発明は、金属酸化物を含む種々の複合材料、フィルム、および、1種以上の複合材料を含む電池、ならびに、これらの作製方法を提供する。
M13バクテリオファージは、約2700コピーの主要被膜タンパク質である、pVIIIタンパク質を含み、これは、ウイルスDNAに沿って長手軸方向に組織化される。さらに、数コピーの少数被膜タンパク質(pIIIタンパク質、pVIタンパク質、pVIIタンパク質およびPIXタンパク質)が、ウイルスの2つの末端において組織化される。この固有の断続的かつ均一な構造は、遺伝的に制御される。したがって、本発明者らは、M13バクテリオファージのこの特別の性質を使用して、改善された構造安定性とより高い容量を示す、用途に合わせたナノ構造の電極材料を作製し得る。
本発明の一実施形態にしたがって、ウイルスベースの金属/酸化物ナノチューブを用いて生成されたフィルムは、リチウムイオン電池のあらゆる部分に使用され得る。リチウムイオン電池は、電池内での電荷キャリアとしてリチウムイオンを採用し、電池から負荷装置(load)へと循環する電子によって横切られる回路を完成させる。いくつかの先行技術の電池において、リチウムイオンは、電池のアノードにおいて、インターカレーション層(例えば、黒鉛層)内に挿入される。電池が放電するとき、リチウムイオンは、カソードから離れ、そして、電解質を横切ってアノードへと戻る。電池が充電されるとき、リチウムイオンはアノードから離れ、そして、電解質を横切って、カソードへと戻る。
M13は、カプシドが、数種のタンパク質(pI〜pVIII)を含む、糸状のファージ(約880nmの長さ、および6nmの直径)である。M13ウイルスの一方の端には、pIIおよびpIXが各々約5コピーある。もう一方の端には、pIIIおよびpVIが各々約5コピーある。野生型のM13ウイルス被膜は、約2700コピーの主要被膜タンパク質pVIIIを含み、これらは、螺旋状の列で5つの単位において積み重なっている。種々のタンパク質は、ナノ材料に結合し、そして組織化(organize)し得る特定のペプチドモチーフを有するように、遺伝的に修飾され得る。このモチーフのアミノ酸配列は、ウイルスDNAに遺伝的に連結され、そして、ウイルスキャプシド内に収容されるので、このウイルス骨格の正確な遺伝コピーが、感染によって、細菌宿主内へと容易かつ迅速に作製され得る。一実施形態において、カルボン酸側鎖を含むグルタミン酸およびアスパラギン酸は、pVIIIタンパク質において遺伝子発現され、そして、キレート化を介して、種々の金属イオンに結合するために使用される。1つの例示的なペプチド配列は、AEEEED(配列番号1)(「配列E4」)である。5〜25アミノ酸、またはこれ以上のアミノ酸を含む、より長い配列(例えば、5〜19アミノ酸、10〜15アミノ酸、15〜20アミノ酸、または20〜25アミノ酸)もまた使用され得る。ペプチドのいずれかの端部にある末端アミノ酸は、カルボキシル化されても、そうでなくてもよいが;このペプチドは、ペプチドおよび金属の相互作用を干渉するアミノ酸を含まないことが好ましくあり得る。ペプチドにおけるグルタミン酸のアスパラギン酸に対する比は、100%グルタミン酸から100%アスパラギン酸までの範囲であり得る。あるいは、または、これに加え、不活性なペプチド配列が、カルボキシル化されたペプチド(carboxylated peptide)配列に結合されても、いくつかの他の材料に対して選択的なペプチドが、カルボキシル化されたペプチドに結合され得る。カルボン酸の富化は、全てのpVIII鎖において発現されても(100%のディスプレイ)、当業者に周知のバクテリオファージゲノムを修飾するための種々の技術を用いて、部分的にディスプレイされてもよい(9)。あるいは、または、これに加え、カルボン酸の富化は、他の被膜タンパク質のうちの1つ(例えば、pIII)において発現され得る。
上記ナノチューブは、リチウムイオン電池で使用するために、約10ナノメートル〜約100ミクロンの範囲(例えば、約10nmと約100nmとの間、約100nmと約1ミクロンとの間、約1ミクロンと約10ミクロンとの間、または約10ミクロンと約100ミクロンとの間)の薄膜として成型され得る。米国特許出願公開第20030073104号(その内容は参考として本明細書に援用される)は、フィルムを成型する例示的な方法を提供する。フィルムは、単にウイルスの溶液を乾燥させ、そのウイルスフィルムを放置することによって成型され得る。フィルムは、約1ミクロン〜約100ミクロンの厚みを有し得、この厚みは、所定の領域により多い量またはより少ない量のウイルス懸濁液を使用することによって制御され得る。ナノチューブは、原液(original solution)中のファージの濃度に依存して、例えば、液晶相として、フィルムにおいて短距離秩序または長距離秩序を示し得る。いくつかの実施形態において、約1014ファージ/mL〜約1014ファージ/μLの溶液が使用される。秩序の程度は、濃度とともに増加する。M13バクテリオファージは、その固有の異方性および単分散の特徴に起因して、液晶相で長距離秩序を示す。以前に、Belcherらは、pIIIを操作したウイルスをZnS前駆溶液に懸濁し、ウイルスZnSナノ結晶含有液晶懸濁液を形成したことを示している(8)。ZnSナノ結晶はウイルスの一端においてpIIIタンパク質に結合されるが、長い棒状のウイルスはその液晶挙動を維持し、制御された厚みでウイルスベースの薄膜に成型され得る。
上で議論されるように、本発明の実施形態に従って生成されるウイルスフィルムは、電池で使用され得る。Liイオン電池は、多くの場合、黒鉛アノード、液体もしくはポリマーの電解質、およびリチウムイオンを蓄積し得るカソード(例えば、遷移金属酸化物(例えば、酸化コバルト、酸化バナジウムまたは酸化ニッケル))を使用する。先行技術の電池では、リチウムイオンは、それ自体を酸化層の間にインターカレートする。本発明の種々の実施形態に従って生成された金属酸化物フィルムもまた、インターカレーションを通じてリチウムイオンを蓄積し得る。上記のように、フィルム内の粒子の移動性は、そのフィルムがクラッキングすることなくリチウムイオンを蓄積および放出することを可能にする。いかなる特定の仮説に制限されることなく、標準的な電気化学機構を通じて(例えば、フィルムにおけるリチウムの酸化、およびコバルトもしくは他の酸化金属の還元を通じて)、ナノチューブの表面に酸化リチウムが沈着することを介して、フィルムによって、リチウムイオンがさらに蓄積されることも考えられる。フィルム内のナノチューブの高い表面積は、リチウムイオンに対してさらなる反応部位を提供し、それによって、フィルムを含む電極の容量が増加する。
別の実施形態において、ウイルスから分離したペプチドが、電池で使用するための金属酸化物層を生成するために使用され得る。例えば、カルボキシル化されたペプチド配列が電極材料に単層として固定され、金属酸化物層の形成を支持するために使用され得る。一実施形態において、カルボキシル化されたペプチドは、アルカンチオールまたはポリシステインペプチドに結合される。チオール化された(thiolated)分子は、多くの金属(金およびニッケルが挙げられる)に容易に結合する。Whitesides,Proceedings of the Robert A. Welch Foundation 39th Conference On Chemical Research Nanophase Chemistry,Houston,Tex.,109−121頁(1995)を参照のこと。あるいはカルボキシル化された配列および所望の基板に選択的に結合する配列を含むペプチドが、電極材料を被覆するために使用される。特定の基板に選択的であるいくつかの例示的な配列は、例えば、Sarikayaら、Nature Materials,(2003)Vol.2,pp577−585(その全体は参考として本明細書に援用される)に報告されている。その他のものは、上記のバイオパニングを使用して同定され得る。
)が電解質として使用される。ペプチドは、低濃度(例えば、10nM〜15nM)で電解質に添加される。セルは、低い電流(例えば、約10mA)で、短時間(例えば、1分)、ガルバニ型で(galvanically)作動されて、金属イオンが生成される。Daiら、Electrochemical and Biomimetic Synthesis and Organization of Hybrid Protein−Inorganic Nanostructures,JACS,(2005)10.1021/ja055499h(その内容は参考として本明細書に援用される)を参照のこと。
1) J.−M.Tarascon and M.Armand,「Issue and challenges facing rechargeable lithium batteries」,Nature 414,359−367(2001)
2) G.Che,B.B.Lakshmi,E.R.Fisher and C.R.Martin,「Carbon nanotuble membranes for electrochemical energy storage and production」,Nature 393,346−349(1998)
3) Y.Zhou,L.Cao,F.Zhang,B.He,H.Li,「Lithium insertion into TiO2 nanotube prepared by the hydrothermal process」,J.Electrochem.Soc.150,A 1246−A1249(2003)
4) J.R.Dahn,U.Von Sacken,M.W.Juzkow,H.Al−Janaby,「Rechargeable LiNiO2/carbon cells」,J.Electrochem.Soc.138,2207−2211(1991)
5) G.Yuan,M.V.Yakovleva,W.B.Ebner,「Novel LiNi1−xTix/2Mgx/2O2 compounds as cathode materials for safer lithium−ion batteries」,Electrochem.Solid State Lett.1,117−119(1998)
6) B.Ammundsen,et al.,Proc.Int.Symp.Electrochem.Soc.Vol.99−24,57−67(ECS,Pennington,NJ,2000)
7) W.Donga,D.R.Rolison,B.Dunn,「Electrochemical properties of high surface area vanadium oxides aerogels」,Electrochem.Solid State Lett.3,457−459(2000)
8) J.Ni,S.−W.Lee,J.M.White,A.M.Belcher,「Molecular orientation of a ZnS−nanocrystal−modified M13 virus on a silicon substrate」,J.Polym.Sci.part B:Polym.Phys.42,629−635(2004)
9) C.Mao,et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.100,6946(2003)。
Claims (43)
- 第一ペプチドに配位した金属酸化物を含有する組成物であって、該第一ペプチドは、該金属の還元形態に対して親和性を示す、組成物。
- 前記金属が、遷移金属を含む、請求項1に記載の組成物。
- 前記金属が、コバルト、バナジウム、ニッケル、マンガン、鉄、カドミウム、タングステン、クロム、ジルコニウム、チタン、スカンジウム、イットリウム、銅、カルシウム、アルミニウム、バリウム、ベリリウム、マグネシウムおよびストロンチウムから選択される、請求項1に記載の組成物。
- 前記金属酸化物が、酸化された金属ナノ粒子である、請求項1に記載の組成物。
- 前記金属酸化物が、リチウムイオンをインターカレートし得る、請求項1に記載の組成物。
- 前記第一ペプチドが、カルボキシル化されたアミノ酸を含む、請求項1に記載の組成物。
- 配列が、AEEEEDであり、そして、前記金属が、コバルトである、請求項6に記載の組成物。
- 前記ペプチドが、ウイルスの一部である、請求項1に記載の組成物。
- さらに、第二ペプチドを含有し、該第二ペプチドが、銅、ニッケル、金、銀、白金およびパラジウムから選択される所定の金属に選択的に結合する、請求項8に記載の組成物。
- 前記第二ペプチドが、LKAHLPPSRLPSであり、そして、前記所定の金属が、金である、請求項9に記載の組成物。
- 前記所定の金属をさらに含有する、請求項9に記載の組成物。
- 前記所定の金属が、前記ウイルスのタンパク質被膜に配位された金属の約1%と約30%との間である、請求項11に記載の組成物。
- 前記所定の金属が、前記ウイルスのタンパク質被膜に配位された金属の約15%と約30%との間である、請求項12に記載の組成物。
- 前記ウイルス上の所定の被膜タンパク質の第一部分が、前記第一ペプチドを含み、該所定の被膜タンパク質の第二部分が、前記第二ペプチドを含む、請求項9に記載の組成物。
- 前記第一ペプチドが、第一の所定の被膜タンパク質の一部であり、前記第二ペプチドが、第二の所定の被膜タンパク質の一部である、請求項9に記載の組成物。
- 金属イオンに対する親和性を示す第一ペプチドを提供する工程;
該第一ペプチドに金属を配位させる工程;および
該配位させた金属を酸化して、該金属酸化物のクリスタライトを形成する工程
によって生成される、組成物。 - 前記金属が、遷移金属を含む、請求項16に記載の組成物。
- 前記金属が、コバルト、バナジウム、ニッケル、マンガン、鉄、カドミウム、タングステン、クロム、ジルコニウム、チタン、スカンジウム、イットリウム、銅、カルシウム、アルミニウム、ベリリウム、マグネシウムおよびストロンチウムのうちの1種以上である、請求項16に記載の組成物。
- 前記クリスタライトが、2nmと1000nmとの間のサイズを有する、請求項16に記載の組成物。
- 前記第一ペプチドを提供する工程が、該第一ペプチドをディスプレイするウイルス集団を提供する工程を含む、請求項16に記載の組成物。
- 請求項20に記載の組成物であって、前記ウイルスの実質的に全てが、該組成物から除去される、組成物。
- 前記ウイルス集団はまた、銅、ニッケル、金、銀、白金およびパラジウムのうちの1種以上と選択的に結合する第二ペプチドを含む、請求項20に記載の組成物。
- 前記第二ペプチドが、LKAHLPPSRLPSであり、そして、該第二ペプチドが、金に選択的に結合する、請求項22に記載の組成物。
- 銅、ニッケル、金、銀、白金およびパラジウムから選択される遷移金属を、前記第二ペプチドに配位させる工程をさらに包含する、請求項22に記載の組成物。
- 請求項24に記載の組成物であって、銅、ニッケル、金、銀、白金およびパラジウムから選択される前記遷移金属が、該組成物中の金属の約1%と約30%との間である、組成物。
- 前記第一ペプチドが、カルボキシル化されたアミノ酸を含む、請求項16に記載の組成物。
- 前記配列が、AEEEEDであり、そして、前記遷移金属がコバルトである、請求項26に記載の組成物。
- 請求項1または16に記載の組成物を含む、フィルム。
- 長距離秩序または短距離秩序を示す、請求項28に記載のフィルム。
- 長距離秩序を示さない、請求項28に記載のフィルム。
- 短距離秩序を示さない、請求項28に記載のフィルム。
- 請求項28に記載のフィルムであって、該フィルムが、約10nmと約10μmとの間の厚みである、フィルム。
- リチウムイオン電池であって、以下:
電極と;
該電極に隣接して配置されたリチウム蓄積層であって、該リチウム蓄積層は、請求項1または16に記載の組成物を含有する、リチウム蓄積層と
を備える、リチウムイオン電池。 - 前記リチウム蓄積層に隣接した電極材料をさらに備え、該リチウム蓄積層は、該電極材料と前記電極との間に配置される、請求項33に記載の電池。
- 前記電極が、固体または流体である、請求項33に記載の電池。
- 薄膜の生成方法であって、該方法は、以下:
複数のナノチューブを提供する工程であって、該ナノチューブは、金属酸化物が配位されたウイルスを含む、工程;および
該複数のナノチューブをフィルムへと成型する工程
を包含する、方法。 - 請求項36に記載の方法であって、前記複数のナノチューブを提供する工程が、以下:
金属に対する親和性を示す第一ペプチドを含むウイルス集団を提供する工程;
該第一ペプチドに金属を配位させる工程;および
該配位させた金属を酸化して、該ウイルスの周りに配置される該金属酸化物のクリスタライトを形成する工程
を包含する、方法。 - 前記第一ペプチドが、カルボキシル化されたアミノ酸を含む、請求項37に記載の方法。
- 前記第一ペプチドが、AEEEEDであり、そして、前記遷移金属酸化物が、Co3O4である、請求項38に記載の方法。
- 前記ウイルス集団が、さらに、銅、ニッケル、金、銀、白金およびパラジウムのうちの1種以上と選択的に結合する第二ペプチドを含み、そして、前記複数のナノチューブを提供する工程が、さらに、銅、ニッケル、金、銀、白金およびパラジウムのうちの1種以上を、該第二ペプチドに配位させる工程を包含する、請求項37に記載の方法。
- 前記第二ペプチドが、LKAHLPPSRLPSであり、そして、該第二ペプチドが、金に選択的に結合する、請求項40に記載の方法。
- 前記ナノチューブから前記ウイルスの実質的に全てを除去する工程をさらに包含する、請求項37に記載の方法。
- 前記フィルムが、約10nmと約10μmとの間の厚みである、請求項36に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US62052204P | 2004-10-19 | 2004-10-19 | |
PCT/US2005/037980 WO2006045076A2 (en) | 2004-10-19 | 2005-10-19 | Virus scaffold for self-assembled, flexible and light lithium battery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008517070A true JP2008517070A (ja) | 2008-05-22 |
JP2008517070A5 JP2008517070A5 (ja) | 2008-08-28 |
Family
ID=36203726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007538090A Pending JP2008517070A (ja) | 2004-10-19 | 2005-10-19 | 自己組織化式の可撓性かつ軽量のリチウム電池のためのウイルス骨格 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US8283325B2 (ja) |
EP (1) | EP1820229A4 (ja) |
JP (1) | JP2008517070A (ja) |
KR (1) | KR20070097028A (ja) |
CN (1) | CN101438437A (ja) |
AU (1) | AU2005295194A1 (ja) |
CA (1) | CA2584990A1 (ja) |
WO (1) | WO2006045076A2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2218787A1 (en) | 2009-02-12 | 2010-08-18 | Korea Institute of Science and Technology | Bacteria/ transition metal oxides organic-inorganic composite and method for manufacturing the same |
JP2016069393A (ja) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | 株式会社デンソー | 蓄熱材料、触媒ユニット、及び蓄熱システム |
WO2019142800A1 (ja) * | 2018-01-17 | 2019-07-25 | 国立大学法人東京大学 | 金属結合ペプチドおよびその使用 |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8865347B2 (en) * | 2001-09-28 | 2014-10-21 | Siluria Technologies, Inc. | Digital alloys and methods for forming the same |
WO2006045076A2 (en) * | 2004-10-19 | 2006-04-27 | Massachusetts Institute Of Technology | Virus scaffold for self-assembled, flexible and light lithium battery |
US20100291537A1 (en) * | 2004-11-16 | 2010-11-18 | Glauco Souza | Methods and compositions related to phage-nanoparticle assemblies |
US9274108B2 (en) * | 2006-02-06 | 2016-03-01 | Massachusetts Institute Of Technology | Self-assembly of macromolecules on multilayered polymer surfaces |
US7960721B2 (en) * | 2006-05-19 | 2011-06-14 | Siluria Technologies, Inc. | Light emitting devices made by bio-fabrication |
WO2008099968A1 (ja) * | 2007-02-15 | 2008-08-21 | Tohoku University | 酸化亜鉛結合性抗体及びその用途 |
WO2008124440A1 (en) * | 2007-04-05 | 2008-10-16 | Massachusetts Institute Of Technology | Method for synthesizing metal oxide nanocrystals |
US9074296B2 (en) * | 2009-08-21 | 2015-07-07 | Cornell University | Mesoporous Co3O4 nanoparticles, associated methods and applications |
US8834831B2 (en) | 2011-01-11 | 2014-09-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Controlling morpholoy of titanium oxide using designed peptides |
US8470611B2 (en) * | 2011-03-10 | 2013-06-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Biologically self-assembled nanotubes |
WO2014008396A1 (en) * | 2012-07-03 | 2014-01-09 | Massachusetts Institute Technology | Virus film as template for porous inorganic scaffolds |
WO2014054823A1 (ko) * | 2012-10-04 | 2014-04-10 | Kim Donggyu | 유아 및 중증환자를 위한 대소변 자동알림 모니터링 시스템 |
CN104377350B (zh) * | 2013-08-16 | 2018-05-08 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 电极复合材料及其制备方法、以及具有该电极复合材料的正极和电池 |
CN104425801B (zh) * | 2013-08-28 | 2017-12-19 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 电极复合材料及其制备方法、以及具有该电极复合材料的负极和电池 |
WO2016160703A1 (en) | 2015-03-27 | 2016-10-06 | Harrup Mason K | All-inorganic solvents for electrolytes |
CN106279715A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-01-04 | 武汉大学 | 一种铜‑肽多孔配位聚合物及其制备方法和应用 |
US10707531B1 (en) | 2016-09-27 | 2020-07-07 | New Dominion Enterprises Inc. | All-inorganic solvents for electrolytes |
WO2018119003A1 (en) * | 2016-12-19 | 2018-06-28 | The Regents Of The University Of California | Virus composite biosensor |
US20190288326A1 (en) * | 2018-03-17 | 2019-09-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Sodium ion battery cathodes |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003078451A2 (en) * | 2002-03-13 | 2003-09-25 | New Century Pharmaceuticals, Inc. | Method of isolating binding peptides from a combinatorial phage display library and peptides produced thereby |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5569745A (en) * | 1994-02-25 | 1996-10-29 | Resolution Pharmaceuticals Inc. | Peptide-Chelator conjugates |
US5595839A (en) * | 1994-10-13 | 1997-01-21 | Yardney Technical Products, Inc. | Bipolar lithium-ion rechargeable battery |
AU2002213053B2 (en) * | 2000-10-05 | 2006-12-21 | Immunex Corporation | Nectin polypeptides, polynucleotides, methods of making and use thereof |
US7488593B2 (en) * | 2003-10-15 | 2009-02-10 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Multifunctional biomaterials as scaffolds for electronic, optical, magnetic, semiconducting, and biotechnological applications |
EP1691824B1 (en) * | 2003-11-19 | 2009-03-11 | Survac ApS | Proteins belonging to the bcl-2 family and fragments thereof, and their use in cancer patients |
WO2006045076A2 (en) * | 2004-10-19 | 2006-04-27 | Massachusetts Institute Of Technology | Virus scaffold for self-assembled, flexible and light lithium battery |
US20060172282A1 (en) * | 2005-01-31 | 2006-08-03 | Naik Rajesh R | Peptide templates for nanoparticle synthesis obtained through PCR-driven phage display method |
-
2005
- 2005-10-19 WO PCT/US2005/037980 patent/WO2006045076A2/en active Application Filing
- 2005-10-19 CA CA002584990A patent/CA2584990A1/en not_active Abandoned
- 2005-10-19 AU AU2005295194A patent/AU2005295194A1/en not_active Abandoned
- 2005-10-19 CN CNA2005800426713A patent/CN101438437A/zh active Pending
- 2005-10-19 KR KR1020077011352A patent/KR20070097028A/ko not_active Application Discontinuation
- 2005-10-19 US US11/254,540 patent/US8283325B2/en active Active
- 2005-10-19 EP EP05818782A patent/EP1820229A4/en not_active Withdrawn
- 2005-10-19 JP JP2007538090A patent/JP2008517070A/ja active Pending
-
2012
- 2012-03-27 US US13/431,151 patent/US9559360B2/en active Active
-
2017
- 2017-01-30 US US15/418,871 patent/US20170365856A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003078451A2 (en) * | 2002-03-13 | 2003-09-25 | New Century Pharmaceuticals, Inc. | Method of isolating binding peptides from a combinatorial phage display library and peptides produced thereby |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2218787A1 (en) | 2009-02-12 | 2010-08-18 | Korea Institute of Science and Technology | Bacteria/ transition metal oxides organic-inorganic composite and method for manufacturing the same |
KR101109124B1 (ko) | 2009-02-12 | 2012-02-16 | 한국과학기술연구원 | 박테리아 및 전이금속 산화물로 이루어진 유ㆍ무기 복합체 및 이의 제조방법 |
US8685550B2 (en) | 2009-02-12 | 2014-04-01 | Korea Institute Of Science And Technology | Bacteria/transition metal oxides organic-inorganic composite and method for manufacturing the same |
JP2016069393A (ja) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | 株式会社デンソー | 蓄熱材料、触媒ユニット、及び蓄熱システム |
WO2019142800A1 (ja) * | 2018-01-17 | 2019-07-25 | 国立大学法人東京大学 | 金属結合ペプチドおよびその使用 |
JP2019122306A (ja) * | 2018-01-17 | 2019-07-25 | 国立大学法人 東京大学 | 金属結合ペプチドおよびその使用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20060121346A1 (en) | 2006-06-08 |
AU2005295194A1 (en) | 2006-04-27 |
WO2006045076A3 (en) | 2009-04-09 |
KR20070097028A (ko) | 2007-10-02 |
EP1820229A4 (en) | 2011-06-08 |
US8283325B2 (en) | 2012-10-09 |
EP1820229A2 (en) | 2007-08-22 |
US9559360B2 (en) | 2017-01-31 |
WO2006045076A2 (en) | 2006-04-27 |
US20120178145A1 (en) | 2012-07-12 |
CN101438437A (zh) | 2009-05-20 |
CA2584990A1 (en) | 2006-04-27 |
US20170365856A1 (en) | 2017-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9559360B2 (en) | Virus scaffold for self-assembled, flexible and light lithium battery | |
Jia et al. | Active materials for aqueous zinc ion batteries: synthesis, crystal structure, morphology, and electrochemistry | |
Wang et al. | Synthesis of ultralong MnO/C coaxial nanowires as freestanding anodes for high-performance lithium ion batteries | |
Chen et al. | A review on cathode materials for advanced lithium ion batteries: microstructure designs and performance regulations | |
Zhang et al. | Recent progress in self‐supported metal oxide nanoarray electrodes for advanced lithium‐ion batteries | |
Cai et al. | Manganese oxide/carbon yolk–shell nanorod anodes for high capacity lithium batteries | |
Rahman et al. | Hydrothermal synthesis of nanostructured Co3O4 materials under pulsed magnetic field and with an aging technique, and their electrochemical performance as anode for lithium-ion battery | |
JP4316218B2 (ja) | リチウム二次電池用正極活物質及びその製造方法ならびに電池 | |
Lee et al. | Nanostructure design of amorphous FePO 4 facilitated by a virus for 3 V lithium ion battery cathodes | |
Zheng et al. | Crystallographically textured electrodes for rechargeable batteries: symmetry, fabrication, and characterization | |
Yuan et al. | Spherical clusters of NiO nanoshafts for lithium-ion battery anodes | |
CN103650217B (zh) | 锂离子二次电池 | |
Selinis et al. | A review on the anode and cathode materials for lithium-ion batteries with improved subzero temperature performance | |
JP5270503B2 (ja) | 遷移金属酸化物ロッドの製造方法、2次電池の製造方法 | |
Liu et al. | Fe 3 O 4 nanoparticles encapsulated in multi-walled carbon nanotubes possess superior lithium storage capability | |
Zhang et al. | Fabricating high performance lithium-ion batteries using bionanotechnology | |
CN111584875A (zh) | 石墨烯包覆-阴阳离子共掺杂的三元正极材料及其制备方法和应用 | |
CN115432748B (zh) | 一种锂/钠离子电池镍锰基前驱体及单晶层状正极材料的制备方法 | |
Li et al. | Superior capacity, rate, long cycle life and high temperature performance of multilayered porous ultralong LiMn2O4 nanorods for lithium ion batteries | |
Sen et al. | Nano dimensionality: a way towards better Li-ion storage | |
Moradi et al. | A bio-facilitated synthetic route for nano-structured complex electrode materials | |
Li et al. | A flexible nanostructured paper of MnO NPs@ MWCNTs/r-GO multilayer sandwich composite for high-performance lithium-ion batteries | |
Liu et al. | Nano-Array Electrodes for Next-Generation Lithium-Ion Batteries | |
Liu et al. | In situ synthesis and dual functionalization of nano silicon enabled by a semisolid lithium rechargeable flow battery | |
CN106061892A (zh) | 高功率电极材料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080730 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20081016 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120327 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20120626 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20120627 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20120703 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20120704 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120921 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130401 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20131001 |