燃料电池领域全球专利监控报告（2021年09月）

在各种超分子作用力类型中，燃料大环主客体识别作用力更加受到关注，燃料因为其通常包含多种作用力（电荷转移作用、静电作用、疏水作用、氢键等），而且其还具有丰富的环境响应性。

首先，电池为了对引导细胞功能进行可视化，研究人员利用STEPL合成了EGFP-EGF改造蛋白质。首先，领域分选改造的mCherry蛋白质被均一地键连到水凝胶中，在光辐照下，蛋白质断键释放并被扩散出水凝胶，也能形成基于掩膜光刻技术的图案化。

图4 STEPL改造和NHS酯化改造的六种蛋白质的活性比较成功合成带活性位点蛋白质后，全球研究人员检测了这种蛋白质的活性是否得到了保留。图2 NatureMaterials刊发了DeForest关于四维水凝胶的最新工作最大限度地保留全长蛋白质的生物活性水凝胶技术发展至今之所以还未实现对全长蛋白质的整合和功能控制，专利是因为全长蛋白质结构复杂、专利十分脆弱，需要利用合适化学方法和精准的位点改性将其锚定到水凝胶的聚合物网络中。为了达到这些要求，监控水凝胶与蛋白质之间的锚定必须是可控的——对蛋白质的键连修饰必须是特异性的，不应破坏蛋白质的结构和活性。

图1 细胞外基质（左）和水凝胶（右）（来源：报告左-网络，报告右-MaterialsViews）实际上，目前已经有许多先进的生物材料实现了随时间（第四维度）变化的特性，例如对环境信号敏感的刺激响应材料、形状记忆聚合物以及可降解材料等。因此，燃料光是链接多肽或者小分子是不够的，更需要键连氨基酸序列完整的蛋白质（全长蛋白质）。

由于利用STEPL，电池研究人员以6种蛋白质（EGFP、mCherry、mCerulean、EGF、bla、FGF）和5种聚甘氨酸类功能探针分子一共合成了30种高纯度的带活性位点蛋白质。

如图5a所示，领域这一水凝胶骨架聚合物上包含了基于羰基化合物（NIPPOC）光囚禁的烷氧基胺，领域在紫外辐照下，NIPPOC断键烷氧基胺被释放，而改造蛋白质取而代之与骨架聚合物进行肟键连接（oximeligation）。在相同的自由载流子浓度下，全球功率因子的调制甚至可以超过两个数量级。

他们的结果表明，专利若要进一步提高导电聚合物的功率因子，在晶域中进行精细的掺杂工程和在多晶域中调节微晶取向及大小都是必不可少的。近年来，监控由热电聚合物构成的低成本、监控易加工、绿色、柔性的全有机能源转换器件在可穿戴智能设备、物联网等领域展现出诱人的应用前景，并激发广泛的研究兴趣。

他们发现，报告在导电聚合物中，报告自由载流子与抗衡离子之间存在强、长程的静电吸引相互作用，从而引起强的抗衡离子散射，并且这种散射可以在很宽的自由载流子浓度范围内（~3×1016–1021cm−3）支配电荷传输和热电性能。(b−f)不同自由载流子浓度（N）下，燃料能量依赖的散射率（τ−1）。