镱类配体肽表面活性剂的界面黏弹性

表面活性肽 (PEPS) 被研究用于捕获和保留稀土元素 (REE) 以实现 REE 分离。肽序列的设计取决于其配体在结合环域中的位置。这些配体形成包围并保留阳离子的配位球。我们研究了与 Tb$^{3+}$ 强配合的配体标签 (LBT) 的变体。已知 LBT$^{5-}$（净电荷为 -5）可结合 Tb$^{3+}$ 并吸附超过单个肽分子的 REE 阳离子，表明发生不可取的库仑相互作用。对 LBT$^{5-}$ 和 Tb$^{3+}$ 界面溶液的黏弹性表征显示界面凝胶的形成。为探讨这种凝胶化是完整吸附的 LBT$^{5-}$:Tb$^{3+}$ 复合物所致，还是结合环的破坏，我们研究了一种变体 LBT$^{3-}$，设计为形成净电荷为零的 LBT$^{3-}$:Tb$^{3+}$ 复合物。LBT$^{3-}$ 和 Tb$^{3+}$ 的溶液在过量 Tb$^{3+}$ 存在下形成纯粘性层，表明每个肽分子结合一个 REE，形成完整的配位球。我们引入了净电荷为 -3 且配体外有负电荷的变体 RR-LBT$^{3-}$。我们发现此类暴露的配体促进界面凝胶化。因此，提出了界面选择性的细致要求：必须避免配体外的负电荷，以防止非选择性地招募 REE 阳离子。该观点得到仿真、包括界面分子动力学仿真和界面 metadynamics 自由能景观的结合支持。