Dichtefunktionaltheorie-basierte Methode zur Vorhersage der Aktivitäten von Nanomaterialien als Peroxidase-Mimikry

Eine Vielzahl von Nanomaterialien besitzt peroxidaseähnliche katalytische Aktivitäten und zeigt das Potenzial, kostengünstige und vielseitige Ersatzstoffe für natürliche Peroxidasen zu sein. Ein universelles Werkzeug zur Vorhersage der Aktivitäten dieser Materialien fehlt jedoch weiterhin, was die effiziente Entdeckung von Nanomaterialien als Peroxidase-Mimikrys behindert. Hier verwenden wir Dichtefunktionaltheorie-Berechnungen, um die peroxidase-mimetischen Mechanismen für eine Reihe von Eisenoxid-Nanosurfaces aufzudecken, und wir leiten ein volkanförmiges Diagramm der katalytischen Aktivität in Abhängigkeit von einfachen energie-basierten Deskriptoren ab. Die Aktivitätskurven und die Deskriptoren können nicht nur zur Vorhersage peroxidaseähnlicher Aktivitäten für Eisenoxide, sondern auch für andere Nanomaterialien verwendet werden, die ähnliche katalytische Mechanismen teilen. Die Ergebnisse zeigen, dass die hier entwickelte Methode systematisch die peroxidaseähnlichen Aktivitäten von Nanomaterialien vorhersagen kann und daher voraussichtlich für das computergestützte Design von nanomaterialbasierten Peroxidase-Mimikrys nützlich sein wird.