北理工材料學(xué)院梁敏敏課題組在單原子納米酶設(shè)計(jì)制備方面獲得重要進(jìn)展
2021年11月2日，《Journal of the American Chemical Society 》 在線發(fā)表了題為“Thermal Atomization of Platinum Nanoparticles into Single Atoms: An Effective Strategy for Engineering High-Performance Nanozymes”的研究文章。納米酶以其高穩(wěn)定、成本低、易于儲(chǔ)存等優(yōu)點(diǎn)成為天然酶的理想替代品。然而目前納米酶的催化性能還無法滿足其在生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。隨著納米科學(xué)和技術(shù)的快速發(fā)展，新興的單原子納米酶以單個(gè)金屬原子為活性中心，在各種催化反應(yīng)中均表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。但是目前制備的單原子納米酶由于缺乏金屬活性中心和載體之間的穩(wěn)定鍵合作用，再加之高的比表面自由能，使得單個(gè)金屬原子有很強(qiáng)的遷移傾向并聚集成顆粒，這直接導(dǎo)致單原子納米酶的催化性能下降甚至失活。該論文建立了一種制備高活性且共價(jià)穩(wěn)定的金屬單原子納米酶的普適化方法，能夠?qū)K金屬納米顆粒從納米級別直接熱解為單原子鉑，并通過N、P 和 S 的配位鍵合將金屬活性中心穩(wěn)定下來，該過程使得單個(gè)鉑活性中心的類過氧化物酶催化效率從9960 M-1s-2提升到100萬多。該研究工作為合理設(shè)計(jì)和優(yōu)化人工酶模擬酶開辟了新思路。
文章的通訊作者為北京理工大學(xué)材料學(xué)院梁敏敏教授和清華大學(xué)王定勝教授。本研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)等的支持。
圖1. 高活性單原子納米酶制備策略
文章信息：Yuanjun Chen, Peixia Wang, Haigang Hao, Juanji Hong, Haijing Li, Shufang Ji, Ang Li, Rui Gao, Juncai Dong, Xiaodong Han, Minmin Liang*, Dingsheng Wang*, Yadong Li. Thermal Atomization of Platinum Nanoparticles into Single Atoms: An Effective Strategy for Engineering High-Performance Nanozymes. J. Am. Chem. Soc. (2021) https://doi.org/10.1021/jacs.1c08581
文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.1c08581
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