Biotemplating presents a promising approach to improve the performance of inorganic materials via specific control over morphology, crystal structure, and the size of particles during synthesis and assembly. Among other biotemplates, solid binding polypeptides (SBPs) isolated for the material of interest provide high binding affinity and selectivity due to distinct combinations of functional groups found in amino acids. Nanomaterials assembled and synthesized with SBPs have found widespread applications from drug delivery to catalysis and energy storage due to their improved properties. In this study, the authors describe the identification of SBPs for binding to Li-ion battery cathode materials LiCoPO4, LiMn1.5Ni0.5O4, and LiMn2O4, which all have potential for improvement toward their theoretical values. The binding affinity of isolated peptides was assessed via phage binding assays and confirmed with electron microscopy in order to select for potential biotemplates. The authors demonstrate ten binding peptides for each material and analyze the sequences for enrichment in specific amino acids toward each structure (olivine and spinel oxide), as well as the test for specificity of selected sequences. In further studies, the authors believe that the isolated SBPs will serve as a template for synthesis and aid in assembly of cathode materials resulting in improved electrochemical properties for Li-ion batteries.

中文翻译：

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用于锂离子电池正极材料的生物勘探固体结合多肽。

生物模板化是一种有前途的方法，可通过在合成和组装过程中对形态，晶体结构和颗粒大小进行特定控制来改善无机材料的性能。在其他生物模板中，由于氨基酸中发现的官能团的不同组合，分离出的用于目标物质的固体结合多肽（SBP）提供了高结合亲和力和选择性。利用SBP组装和合成的纳米材料由于其改进的性能已发现从药物递送到催化和能量存储的广泛应用。在这项研究中，作者描述了与锂离子电池正极材料LiCoPO4，LiMn1.5Ni0.5O4和LiMn2O4结合的SBPs的鉴定，它们均具有改善其理论值的潜力。通过噬菌体结合测定法评估分离的肽的结合亲和力，并通过电子显微镜确认，以选择潜在的生物模板。作者展示了每种材料的十种结合肽，并分析了针对每种结构（橄榄石和尖晶石氧化物）的特定氨基酸富集序列，以及所选序列的特异性测试。在进一步的研究中，作者认为，分离出的SBP将作为合成的模板，并有助于阴极材料的组装，从而改善锂离子电池的电化学性能。作者展示了每种材料的十种结合肽，并分析了针对每种结构（橄榄石和尖晶石氧化物）的特定氨基酸富集序列，以及所选序列的特异性测试。在进一步的研究中，作者认为，分离出的SBP将作为合成的模板，并有助于阴极材料的组装，从而改善锂离子电池的电化学性能。作者展示了每种材料的十种结合肽，并分析了针对每种结构（橄榄石和尖晶石氧化物）的特定氨基酸富集序列，以及所选序列的特异性测试。在进一步的研究中，作者认为，分离出的SBP将作为合成的模板，并有助于阴极材料的组装，从而改善锂离子电池的电化学性能。