Co₃O₄ 바이러스 나노와이어

M13 E4-클론 템플레이트 기반 코발트(II,III) 산화물 나노와이어 — 2006년 Science 논문에서 제시된 리튬이온 배터리 음극 소재. 사중 글루탐산(tetraglutamate) p8 코트 단백질의 카르복실기 매개 Co²⁺ 포획(see virus-templated-metal-oxide-synthesis) → NaBH₄ 환원 → 자발적 산화 과정을 거쳐 상온에서 형성됨(see Nam et al., Science (2006), Fig. 2A–D, p. 886).

• 구성 Co₃O₄ 나노결정 ~2–3 nm, BET 비표면적 141.7 m²/g; Co₃O₄:바이러스 질량비 0.837:0.163 (see Nam et al., Science (2006), p. 886).
• 가역적 Li 저장 용량 600–750 mAh/g (C/26.5 조건에서 20사이클에 걸쳐 600 mAh/g으로 안정화, 상용 탄소 음극 대비 ≈2배) → see lithium-storage-capacity.
• 나노텍스처(연속 와이어 vs. 분지형 vs. 분산 입자)는 금속염 농도, 환원제 농도, 온도를 통해 조절 가능(see Nam et al., Science (2006), Figs. 2E–F).

M13-bacteriophage-scaffold의 E4 사중 글루탐산 p8 변이체를 템플레이트로 사용하며, LPEI-PAA-multilayer 기판 위에 2D 단층 전극으로 조립됨.

계보 참고: 동일한 바이러스 템플레이트 기반 코발트 산화물 나노와이어 합성 화학은 이후 스탬핑 방식의 마이크로배터리 음극(cobalt-oxide-nanowire-anode, 2008년 PNAS, Nam et al., PNAS (2008))으로 마이크로패터닝되며, 해당 논문에서는 산화물을 CoO로 명명하고 있음. 동일한 소재 계열이나 소자 구조가 상이하므로 별도 페이지로 분류함.