YYACAYY-templated single-crystalline Ag nanosheet
YYACAYY-템플릿 단결정 Ag 나노시트
단결정 fcc Ag(111) 다층 나노시트는 공기/물 계면에서 YYACAYY-peptide(Tyr-C₇)에 의해 조립되며, 실온에서 환원제 첨가 및 어닐링 없이 형성된다 (see Lee et al., ACS Nano (2020)).
YYACAYY-AgNP-hybrid-film과 구별됨. 해당 산물(paper_101)은 3.1 nm 직립 펩타이드 필름 위에 이산적인 in-situ ~34 nm Ag NPs({200} 면)가 존재하는 LB 단분자층이다. 본 개체는 완전히 환원된 연속적 단결정 금속 Ag 나노시트({111} 면)이다. 동일한 펩타이드+Ag 시스템이지만 성장 체제가 다르므로 혼동하지 않도록 한다.
결정성 및 구조
- 단결정, (111)-배향: SAED는 육방 대칭의 밝은 스폿을 나타내며(평탄면 ∥ (111); see Lee et al., ACS Nano (2020), Fig. 3b), HR-TEM 격자 줄무늬 0.22 nm는 fcc Ag {111}으로 인덱싱됨(Fig. 3c); XRD는 전체 각도 범위에서 (111) 피크만을 나타냄(Fig. 3e).
- 단분자층 두께 4.8 ± 0.3 nm: 기계적으로 박리된 단분자층에 대한 AFM 측정값(Fig. 4d); 다층 시트는 이 단위 두께의 이산적 배수로 성장함(Fig. 4b).
- EDX에서 Ag와 S가 단일 나노시트 전체에 걸쳐 균일하게 공분포됨(Fig. 3d), 세척 후에도 펩타이드 템플릿이 내부에 잔존함을 확인.
형성
Tyr-C₇에 의해 템플릿화됨: Cys–Ag(I) 배위가 Ag 이온을 측방향으로 고정시키고(Raman 352 cm⁻¹, XPS S 2p 162.33 eV), Tyr π–π 전자 릴레이가 Ag⁺ → Ag⁰ 환원을 수행함(XPS Ag 3d 368.75 / 374.76 eV에서 금속성 Ag⁰ 확인). Ala에 의한 α-나선 강성이 필수적임(Tyr-C₅ 제거 시 수율 급감; Fig. S₄). 층 수는 증발 구동 내부 유체 흐름에 의해 결정되며, LBL 공정은 어닐링 및 외부 환원제 없이 자발적으로 진행됨. 메커니즘: tyrosine-disulfide-2D-assembly(Ag 분기) / redox-mediated-2D-peptide-assembly (배위 구동 변형).
응용
고체 슈퍼커패시터 전극으로 벤치마킹됨 — Tyr 기반 펩타이드 유도체 6종 중 최우수 성능; 정전용량 밀도 350 μA/cm² (25 mV/s) (see Ag-nanosheet-supercapacitor-performance 및 Lee et al., ACS Nano (2020), Fig. 5a).