湖南大学李昆Sci. China Chem.：具有记忆效应的嗜热纳米酶——独特的类水解酶特性用于可持续聚酯微塑料降解

背景：全球聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）年产量超7000万吨，其废弃物形成的微塑料广泛分布于生态环境并进入食物链，对生物健康构成潜在风险。目前PET降解技术多依赖天然水解酶，但存在热稳定性差（最适温度30–50°C，低于PET玻璃化转变温度65–70°C）、生产成本高和获取途径有限等瓶颈。研究目的：湖南大学李昆教授团队设计并开发一种基于镁铝层状双氧化物（MgAl LDO）的新型嗜热纳米酶，利用其独特的“记忆效应”和Lewis酸碱协同作用，在温和条件下（70°C）实现高效稳定的PET微塑料催化水解。结论：MgAl LDO纳米酶在70°C下对模型底物p-NPA的水解活性提升15.8倍，对PET降解活性随温度升高提高2.6倍，主要产物为MHET、TPA和EG；经历六次循环后保留89.2%初始活性，储存一月后保留98.6%活性。机理研究表明，酯键断裂源于水分子在Lewis碱位点表面活化生成OH⁻的亲核进攻。该纳米酶成功降解三种市售矿泉水瓶微塑料，展现出良好的应用前景，为发展兼具结构热稳定性和嗜热催化活性的纳米酶提供了新思路。