إنزيم نانو بيوميميتك لكريات الحديد الأحادي للأغراض الكهروكيميائية للكشف عن بيروكسيد الهيدروجين

يمثل التصميم المنطقي للذرات الأحادية عالية الكفاءة هدفًا مرغوبًا لإنشاء أجهزة كهروكيميائية فعالة. ومع ذلك ، يتم تقييد نشاطها بسبب تعرض الذرات الأحادية للمواد المتفاعلة. هنا ، تم تصنيع ذرات الحديد الأحادي الجديدة (Ru) المثبتة على هياكل الكرافين (GFs) التي تتميز بهياكل مسامية مترابطة (المعروفة باسم Ru SA/GFs) من خلال استراتيجية إعادة التركيب الضوئي من خطوة واحدة. تتمتع Ru SA/GFs بمزايا هيكلية إضافية تعزز من نقل المواد المتفاعلة وتعظيم فعالية الذرات الأحادية، مما يظهر نشاطًا ملحوظًا في الاختزال الكهروكاتاليتيكي تجاه بيروكسيد الهيدروجين (H2O2) أكبر بكثير من Ru نانو جزيئات/GFs، مما يدل على النشاط المذهل الشبيه بالإنزيمات النانوية ل Ru SA/GFs تجاه H2O2. تكشف حسابات نظرية الكثافة الوظيفية (DFT) أن Ru SA/GFs الموزعة ذريًا من Ru تسهل بشكل كبير كفاءة الاختزال الكهروكيميائي تجاه H2O2. بالإضافة إلى ذلك ، تم تطوير وتوضيح منصة حساسة للكشف عن H2O2 تعتمد على Ru SA/GFs بحد أدنى للكشف قدره 0.063 ميكرومول. لا يستغل هذا العمل نهجًا مبتكرًا لتصنيع Ru أحادي الذرة مثبتًا على GFs لإنشاء جهاز استشعار كهروكيميائي فعال لبيروكسيد الهيدروجين فحسب، بل يساهم أيضًا في الاستخدام الأوسع لـ Ru أحادي الذرة في تقدم أجهزة كهروكيميائية عالية الأداء متنوعة.