近日，学院朱之灵/白强提出，通过在铜纳米颗粒表面原位生长石墨炔，成功构建了一种兼具三维几何与电子结构优势的新型纳米酶，并展现出优异的类漆酶活性和实际应用潜力。相关研究日前发表于Angewandte Chemie International Edition.2025, 64, e202418707。
该团队创新性地提出利用石墨炔辅助构建三维结构纳米酶的通用仿生策略，面向环境保护与治理、智能制造等国家战略需求，实现了纳米酶的高效催化性能提升，并展现了其在生态环境治理和新材料开发中的广阔前景。在国家自然科学基金的支持下，他们利用在铜纳米颗粒(Cu NPs)表面原位生长石墨炔(graphdiyne, GDY)的方法，与石墨烯(graphene, G)共同形成夹层，制备了具有三维结构的类漆酶纳米酶(G/Cu/GDY)。在该研究中，他们将新型的二维周期性材料GDY用来模拟天然酶的辅因子，实现了天然酶三维几何结构的仿生构建，超越了传统三维纳米酶分子配体的限制。同时GDY支架内多个sp键与金属纳米粒子之间的d-π相互作用简化了纳米酶构建LEF时对活性中心和合成的要求，并进一步模拟了更大范围的局部不对称电场，加速底物与纳米酶之间的电子转移，表现出更高的类漆酶活性(超越天然漆酶4.72倍)，在环境污染检测与降解中的表现出巨大的实际应用潜力。更重要的是，这种在纳米酶中以生物模拟方式构建三维几何和电子结构的简单方法，为纳米酶的仿生设计提供了一个通用的框架，为纳米酶研究领域向着更高效、更通用和更环保的方向发展做出了卓越的贡献。
本工作获得国家自然科学基金，山东省自然科学基金、泰山学者人才工程资助，原文网址：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202418707
