-
Adv Mater.
-
Cyclodextrin Metal-Organic Framework Functionalized Carbon Materials with Optimized Interface Electronics and Selective Supramolecular Channels for High-Performance Lithium-Sulfur Batteries
-
物質
- γ-シクロデキストリン金属有機構造体(γ-CDMOF)
- リチウム-硫黄電池(Li-S電池)の性能向上を目的とした材料。
- 3Dグラフェンフォーム(GF)上に迅速合成された。
- ルイス塩基性の超分子マイクロ環境を提供する。
-
方法
-
合成方法
- マイクロ波支援法を用いてγ-CDMOFを迅速に合成。
- 3Dグラフェンフォーム(GF)を基盤とした電極を作製。
-
解析技術
- 各種分析技術と密度汎関数理論(DFT)計算を組み合わせて、物質特性と反応機構を検証。
-
シミュレーション
- COMSOLシミュレーションでLiPSの固液相転移時の体積膨張応力を評価。
-
新発見
-
反応メカニズムの改善
- ルイス塩基性のγ-CDMOFが、LiPS(リチウム多硫化物)のシャトル効果を軽減し、硫黄の酸化還元変換を促進。
-
LiPSの捕捉と安定性
- γ-CDMOFがLiPSの効率的な捕捉を実現し、電解質の安定性向上に寄与。
-
応力緩和
- γ-CDMOFと酸素部位がLiPSの固液相転移時に体積膨張応力を低減。
-
優れた電池性能
- 高い比容量:1253.01 mAh g⁻¹(0.1C)。
- 優れたレート性能:589.68 mAh g⁻¹(5C)。
- 長寿命サイクル:1200サイクル以上の安定動作を実現。
-
意義
-
新しい概念の提案
- 超分子マイクロ環境制御と界面相互作用戦略の導入。
- 多機能性電極材料の開発に向けた新しいアプローチを提供。
-
Nat Commun.
-
Nanocarrier mediated delivery of insecticides into tarsi enhances stink bug mortality
-
物質
- 炭素ドットベースのナノキャリア(分子バスケットとしてγ-シクロデキストリンを使用)。
- 蛍光化学物質を運ぶ能力を持つナノキャリア。
- 使用された殺虫剤の有効成分(濃度10 ppm)。
-
方法
- 対象害虫:南部緑カメムシ(Nezara viridula L.)。
- ナノキャリアを付着させた大豆の葉に害虫を2日間曝露。
- カメムシの脚(跗節)からナノキャリアが侵入する仕組みを検証。
- Styletectomy(口針切除)実験を用いて侵入経路を特定。
- 蛍光化学物質の輸送効率を測定(ナノキャリアによる輸送効率が2.6倍向上)。
- 殺虫剤単独とナノフォーミュレーションの効果を比較。
-
新発見
- ナノキャリアが跗節の毛細管を介してカメムシ体内に侵入する。
- 蛍光化学物質を運ぶ効率が2.6倍向上。
- 殺虫剤ナノフォーミュレーションが単独の有効成分に比べて25%高い殺虫効果を発揮。
- 2日後でもナノキャリアの85%以上が大豆の葉面に残留しており、害虫への持続的な曝露が可能。
- 新しいナノ殺虫剤技術が効率的な有効成分の供給を実現し、持続可能な農業に貢献する可能性を示唆。
-
Sci Rep.
-
Complexation by γ-cyclodextrin as a way of improving anticancer potential of sumanene
-
物質
- スーマネン(Sumanene): バッキーボウル型分子。
- γ-シクロデキストリン(γCD)および(2-ヒドロキシプロピル)-γ-シクロデキストリン(HP-γCD): スーマネンと1:1のホスト-ゲスト複合体を形成する分子。
-
方法
- スペクトロスコピー研究: スーマネンとシクロデキストリンの複合体形成を確認。
- 密度汎関数理論(DFT)計算: 分子間相互作用を理論的に解析。
- インシリコ(In silico)モデリング: 複合体の薬物動態(ADME-Tox)特性を評価。
-
生物学的評価:
- 正常なヒト乳房線維芽細胞(HMF)と乳がん細胞(MDA-MB-231)の細胞生存率試験を実施。
-
新発見
- 1:1ホスト-ゲスト複合体: スーマネンはγCDまたはHP-γCDと特異的に結合。
- 抗がん性の向上: スーマネン複合体は、正常細胞(HMF)に対する毒性が低く、がん細胞(MDA-MB-231)に対する毒性が高いことを発見。
- 薬物動態の改善: スーマネン単体と比較して、複合体は吸収、分布、代謝、排泄(ADME)および毒性(Tox)特性が向上。
- がん細胞への選択的毒性: スーマネンの抗がん活性を高める戦略として、超分子アセンブリの有効性を示した。