近日，中国科大苏州高研院张振教授团队在《Advanced Materials》上发表了题为“Bioinspired Homonuclear Diatomic Iron Active Site Regulation for Efficient Antifouling Osmotic Energy Conversion”的研究论文。

先进的膜材料在化学分离、传感、水处理和能源等领域发挥着不可替代的作用。基于离子选择膜的反向电渗析技术可以捕获渗透能用于大规模工业和家庭电力供应，为日益增长的全球能源需求和环境问题提供了解决方案。然而，由于现实环境的复杂多变，膜材料容易被污染仍然是制约其在实际应用中的一个主要问题。

在自然界中，生物膜可以利用天然氧化酶产生的活性氧（ROS）防御外部细菌感染。这种精细的防污过程激发了利用酶的高催化活性的高效自防污膜的开发。本研究通过合理调整双原子铁纳米酶的原子构型，精确地模拟了天然细胞色素c氧化酶（CcO）的结构和功能，所开发出的具有直接Fe-Fe构型双原子纳米酶的仿生复合膜其防污性能提高了44.5倍。此外，得益于类酶催化反应中电子-质子的转移，这种新的仿生机制也使得复合膜具有高达6.7 W m-2的渗透能转换性能。该研究为纳米酶的膜应用设计和探索提供了概念指导。

图：仿生同核双原子铁活性位点调控用于高效防污渗透能转换示意图

中国科学技术大学化学与材料科学学院2023级博士研究生李哲为该论文的第一作者，中国科学技术大学张振教授为该论文的通讯作者。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202408364

                                                                                                                                             （纳米科学技术学院、科研部）