jueves, 13 de diciembre de 2018

Bicapa híbrida 2D incrementa el rendimiento de baterías litio-azufre (Li-S)


Las baterías de litio-azufre (Li-S) han llamado la atención por la alta densidad de energía que pueden almacenar, por su bajo costo y por ser amigables con el ambiente. Sin embargo, su vida útil resulta muy corta por la solubilidad de los polisulfuros resultantes. 

Dos grupos de investigadores de China abordaron este problema fabricando bicapas funcionalizadas que consisten en una capa de grafeno exfoliada electroquímicamente, ensamblada a una nanolámina de Co(OH)2que funciona como barrera para los polisulfuros y se coloca entre el cátodo y un separador de polipropileno comercial (ver Figura).

La estructura híbrida resultante (2D EG/Co(OH)2) forma apilamientos de hasta 5.5 μm, con una alta conductividad eléctrica de 900 S/cm, capacidad  de descarga de hasta 918 mAh/g-1a 0.5 C en comparación con 831 mAh/g que se obtienen con estructuras sin la capa intermedia. Además, las baterías de Li–S con las capas intercaladas de EG/Co(OH)2mantienen una capacidad de descarga de 565 mAh/g después de 300 ciclos a 0.5 C, lo que corresponde a una tasa de pérdida de sólo 0.13 % por ciclo. La estrategia de intercalar capas híbridas a base de nanocapas de 2D ofrece la oportunidad de diseñar baterías de larga vida y alta densidad de energía.

Los resultados fueron publicados en la revista Journal of Physics Energy del Institute of Physics (IOP).

martes, 4 de diciembre de 2018

Obtención de nanotubos a partir de cristales de proteínas


El diseño y la construcción de nanomateriales a partir del ensamble de proteínas constituye una importante área de investigación en la biocatálisis y la biomedicina. Sin embargo, existen retos muy importantes para la construcción de estas nanoestructuras, entre ellos, que las proteínas en solución acuosa bajo condiciones variables de pH y temperatura tienen pobre estabilidad estructural. 

Un grupo de   investigadores del Instituto Tecnológico de Tokio  reportó un nuevo método para obtener nanotubos estables a partir de proteínas RuBisCo. Éstas se autoensamblan formando decámeros (15nm) que, apilados mediante residuos de cisteína colocados en su superficie, generan una estructura cristalina de subunidades de la proteína de aproximadamente 60 nm de longitud. Al ensamblar estas subunidades se obtuvieron estructuras supramoleculares cristalinas de nanotubos. Posteriormente, estas estructuras se separaron en una solución alcalina y se obtuvieron nanotubos de proteína. Por otro lado, los investigadores reportaron que los nanotubos mantuvieron la actividad enzimática de la proteína RuBisCo. 

Los nanotubos generados por este método pueden utilizarse en diversas áreas, por ejemplo, el transporte de fármacos.

El trabajo de investigación fue publicado en Chemical Science.
Para más información R&D.