p As nanozimas - nanomateriais catalíticos com características semelhantes às enzimas - oferecem a vantagem de baixo custo, alta estabilidade, atividade catalítica ajustável e facilidade de produção em massa. Por estas razões, eles têm sido amplamente aplicados em biossensorio, terapêutica e proteção ambiental. p Contudo, a baixa densidade de sítios ativos em nanozimas está relacionada a uma atividade catalítica muito mais baixa do que com enzimas naturais. Além disso, sua composição elementar não homogênea e mecanismos catalíticos intrincados derivados da estrutura facetária restringem seriamente a aplicação extensiva de nanozimas convencionais.

p Uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Dong Shaojun do Instituto de Química Aplicada de Changchun (CIAC) da Academia Chinesa de Ciências descobriu uma nova classe de nanozimas de átomo único, que integra tecnologia de átomo único de última geração com locais ativos semelhantes a enzimas intrínsecas.

p Os pesquisadores sintetizaram nanozimas de átomo único com FeN axial coordenado em N confinado a nanoframe de carbono ₅ centros (FeN ₅ SA / CNF). Cálculos teóricos e estudos experimentais indicaram que a maior atividade semelhante à oxidase do FeN ₅ SA / CNF foi derivado de sítios ativos semelhantes a enzimas e mecanismos catalíticos.

p Os centros de metal atomicamente dispersos maximizam a eficiência de utilização atômica e a densidade dos sítios ativos. A estrutura de coordenação bem definida forneceu um modelo experimental claro para a investigação do mecanismo.

p Os resultados atuais sugerem que as nanozimas de átomo único superaram as desvantagens críticas das nanozimas convencionais. Além disso, mimetizar os sítios ativos de enzimas naturais parece ser um método eficiente para a síntese de nanozimas de átomo único com alta atividade e mecanismo claro.

p Além disso, a propriedade catalítica e o mecanismo de nanozimas de átomo único dependem principalmente da configuração estérica dos centros ativos, ao invés do tamanho, estrutura ou faceta dos suportes. Assim, através da alteração dos nanomateriais suportados, certos tipos de sítios ativos podem ser estendidos para aplicações gerais com mecanismos semelhantes a enzimas definidos.

p O estudo, publicado em Avanços da Ciência , mostra que nanozimas definidas de átomo único fornecem uma nova perspectiva sobre o mecanismo catalítico e design racional de nanozimas. Eles também apresentam grande potencial para se tornarem a próxima geração de nanozimas.