Nanozymes, nanomatériaux catalytiques de type enzymatique, sont considérés comme la prochaine génération d'imitateurs d'enzymes car non seulement ils surmontent les limitations intrinsèques des enzymes naturelles, mais possèdent également des propriétés uniques par rapport aux enzymes artificielles conventionnelles. Jusqu'à maintenant, de nombreux nanomatériaux ont été explorés pour imiter diverses enzymes naturelles, comme la peroxydase, oxydase, catalase, et hydrolase. Particulièrement, d'énormes efforts ont été consacrés aux nanozymes de type peroxydase en raison de leurs applications dans le diagnostic biomédical, bio-imagerie, revêtements anti-biofouling, etc.

Alors que des percées dans les nanozymes de type peroxydase ont été faites récemment, la plupart des études sont basées sur des stratégies d'essais et d'erreurs pour identifier et synthétiser des imitateurs de peroxydase appropriés. Les stratégies rationnelles pour concevoir des nanozymes efficaces avec une activité de type peroxydase seront un grand pas en avant dans ce domaine important et émergent, car cela nécessite l'identification de descripteurs prédictifs - des caractéristiques structurelles des nanomatériaux qui peuvent être utilisés comme proxy pour leurs activités de type peroxydase.

Pour relever ce défi, Wei et ses collègues ont rapporté que l'efficacité d'un descripteur basé sur l'occupation d'anti-liaison, par exemple des orbitales (c'est-à-dire, par exemple l'occupation) pour prédire et optimiser l'activité de type peroxydase des nanomatériaux d'oxyde de métal de transition (TMO) pérovskite. Ils ont identifié une relation volcanique entre l'occupation et l'activité catalytique :à savoir, Les TMO de pérovskite avec une occupation d'environ un et zéro (ou deux) présentaient l'activité de type peroxydase la plus élevée et la plus faible, respectivement. La relation avec le volcan a été davantage rationalisée par les calculs de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Le descripteur d'occupation a prédit avec succès l'activité de type peroxydase des TMO binaires avec les mêmes géométries de coordination octaédriques.

Cette étude fournit non seulement un descripteur d'activité simple et prédictif pour guider la recherche d'imitateurs de peroxydase hautement actifs, mais également des informations moléculaires pour comprendre les mécanismes des réactions catalysées par les nanozymes.