Dithiothreitol (DTT), CAS: 3483-12-3, sebagai reagen penelitian ilmiah yang banyak digunakan, sering digunakan sebagai agen pereduksi untuk DNA sulfhidril, agen deproteksi, dan reduksi ikatan disulfida dalam protein. Jenis aditif hijau baru ini memainkan peran penting dalam meningkatkan kinerja baterai.
Ditiotreitol (DTT) adalah agen pereduksi kuat, dan kemampuan reduksinya sebagian besar disebabkan oleh stabilitas konformasi cincin beranggota enam (yang mengandung ikatan disulfida) dalam keadaan oksidasinya. Reduksi ikatan disulfida tipikal oleh ditiotreitol terdiri dari dua reaksi pertukaran ikatan sulfhidril-disulfida yang berurutan. Daya reduksi ditiotreitol (DTT) dipengaruhi oleh nilai pH, dan hanya dapat berperan sebagai pereduksi ketika nilai pH lebih besar dari 7. Hal ini karena hanya anion tiolat yang terdeprotonasi yang reaktif, sedangkan merkaptan tidak, dan pKa gugus merkaptan umumnya 8,3.
Ditiotreitol (DTT) umumnya digunakan untuk mereduksi ikatan disulfida pada molekul protein dan polipeptida. Biasanya digunakan sebagai agen pelindung sulfhidril protein dan digunakan dalam pembuatan vaksin untuk mencegah residu sistein protein membentuk ikatan disulfida intramolekuler dan intermolekuler. Dalam proses deteksi asam nukleat, ditiotreitol (DTT) dapat menghancurkan ikatan disulfida dalam protein RNase, mendenaturasi RNase, dan mempermudah pelaksanaan eksperimen seperti pembuatan pustaka RNA dan amplifikasi RNA. Ditiotreitol (DTT) juga digunakan sebagai antidot untuk melindungi sel dan jaringan, sebagai radioprotektan, dan lain sebagainya.
Namun, dithiothreitol (DTT) seringkali tidak mampu mereduksi ikatan disulfida yang tertanam dalam struktur protein (pelarut tidak dapat diakses). Reduksi ikatan disulfida tersebut seringkali memerlukan denaturasi protein terlebih dahulu.
Untuk menghambat efek pengangkutan (shuttle effect) pada baterai litium-sulfur dan meningkatkan kinerja elektrokimia baterai litium-sulfur, dicoba menggunakan dithiothreitol (DTT) sebagai agen geser untuk menggeser polisulfida tingkat tinggi agar tidak larut. Threitol (DTT) dicampur ke dalam kertas multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) untuk menyiapkan lapisan antara DTT. Lapisan antara DTT ditempatkan di antara lembaran elektroda positif dan pemisah dari setengah sel baterai litium-sulfur, dan kepadatan permukaan pembawa sulfur pada lembaran elektroda positif sekitar 2 mg/cm2. Hasil pengamatan SEM mengkonfirmasi bahwa DTT terdispersi secara merata pada permukaan dan rongga kertas MWCNTs. Hasil uji elektrokimia menunjukkan bahwa baterai litium-sulfur dengan struktur sandwich DTT memiliki kapasitas spesifik pelepasan pertama sebesar 1288 mAh/g pada laju 0,05C. Untuk pertama kalinya, efisiensi Coulomb mendekati 100%, dan kapasitas spesifik selama pengisian dan pengosongan pada laju 0,5C, 2C, dan 4C masing-masing mencapai 650mAh/g, 600mAh/g, dan 410mAh/g. Pengenalan struktur sandwich DTT dapat secara efektif memotong polisulfida tingkat tinggi. Hal ini mencegahnya bermigrasi ke elektroda negatif litium, sehingga menghambat efek shuttle dan meningkatkan stabilitas siklus serta efisiensi Coulomb baterai litium-sulfur.
Perlu dicatat bahwa dithiothreitol (DTT) adalah zat beracun. Misalnya, dengan adanya logam transisi, dithiothreitol (DTT) dapat menyebabkan kerusakan oksidatif pada molekul biologis. Pada saat yang sama, dithiothreitol (DTT) juga dapat meningkatkan toksisitas beberapa senyawa yang mengandung arsenik dan merkuri. Dithiothreitol (DTT) memiliki bau yang menyengat, yang dapat membahayakan kesehatan karena terhirup dan kontak dengan kulit. Oleh karena itu, perlu dilakukan perlindungan selama pengoperasian, dengan mengenakan masker, sarung tangan, dan kacamata pelindung, serta beroperasi di dalam lemari asam.
Tithreitol (DTT) sebagai agen geser dalam baterai litium-sulfur
Baterai litium-sulfur dianggap sebagai sistem baterai dengan potensi besar karena kepadatan energinya yang tinggi dan ramah lingkungan. Namun, "efek ulang-alik" polisulfida menyebabkan masa pakai siklus yang buruk dan pelepasan muatan sendiri yang serius, yang membatasi penerapannya.
Tiotreitol (DTT) dapat ditambahkan ke baterai sebagai agen pemutus ikatan. DTT dapat dengan cepat memutus ikatan disulfida pada suhu kamar, memutus polisulfida tingkat tinggi untuk mencegah pelarutannya, menghambat efek pengangkutan (shuttle effect), dan meningkatkan kinerja elektrokimia litium pada baterai sulfur.
Dithiothreitol (DTT) sebagai aditif elektrolit dalam baterai aluminium/udara alkali.
Pada baterai aluminium/udara alkali, dithiothreitol dapat membentuk lapisan pelindung yang seragam dan stabil melalui ikatan kovalen dinamis pada permukaan anoda aluminium, menghambat korosi sendiri pada anoda aluminium, dan secara efektif meningkatkan kinerjanya.
Waktu posting: 31 Desember 2021