近日，美国化学会旗下化学教育顶级期刊《Journal of Chemical Education》以“Synthesis and Peroxidase-like Activity of 2D FeB Nanozyme for Antioxidant Detection: An Undergraduate Open Platform Practice Course”为题发表了我校化工与材料学院（表面微纳米材料研究所）纳米催化材料与应用创新团队教学研究成果。《Journal of Chemical Education》自1924创刊，是全球化学教育首屈一指的旗舰SCI期刊，这是我校首次在该期刊发表教育研究论文。
纳米酶在众多领域的应用潜力备受瞩目，如何将前沿科研成果转化为本科生实践教学内容，是培养本科生创新人才面临的重要课题。我校纳米催化材料与应用团队何伟伟教授带领团队成员以我校首创的开放实践创新教育（OPCE）理念为基石，为本科生量身定制了一门关于新型二维硼化铁（2D FeB）纳米酶的合成、表征、过氧化物酶样（POD）活性及其在抗氧化剂检测中的应用的开放平台实践课程。
利用本科物理化学课程中的热力学原理（吉布斯自由能和化学势公式），解决了实际科研材料合成中的问题，采用液态熔盐法成功合成高纯度单相2D FeB纳米酶。实验发现，该纳米酶展现出优异的类POD活性，约是Fe3O4纳米酶的20倍，且具有浓度、时间及pH相关性，相比其他铁基纳米酶，其亲和力和催化效率更优。此外，团队基于纳米酶的类POD活性及抗氧化剂的螯合能力差异，构建比色传感器阵列，并借助机器学习方法，实现了常规抗氧化剂的区分和茶叶等实物抗氧化活性的高灵敏度检测。本课程涉及新型纳米酶的合成与检测，关注前沿科学，与人类日常生活密切相关，既能激发本科生的兴趣，又因其操作简单，研究周期短，特别适合作为开放式平台实践课程，培养学生的创新思维、实践能力、团队合作精神，运用所学的基础理论和实验操作能力解决实际问题的能力。此外，该课程结合了先进的机器学习技术来分析真实样本的检测结果。这不仅提高了检测效率和准确性，也让学生对人工智能技术在专业领域的应用有了更深入的了解。
该课程的开发，不仅填补了材料合成与本科实践教学结合领域的空白，更让学生在实践中深刻体会理论知识对科研突破的驱动作用。通过参与课程，学生在新型纳米酶的合成、表征及应用研究中，有效提升了创新思维、实践操作和团队协作能力。
该工作第一作者为化工与材料学院司晶晶博士和2023级联合培养硕士研究生蒋家恒（我校2019级本科生），2022级本科生苏世豪，2022级本科生张煜铭，2021级本科生杜梦想和2023级本科生徐金沛为本论文作者，通讯作者为何伟伟教授。此成果实施、撰写和发表期间得到了校长郑直教授的悉心指导和宝贵建议，得到了国家自然基金，河南省高校重点科研项目，功能性食品绿色制造协同创新中心及许昌学院开放创新教育体系的有力支持，为地方高校理工科学生创新能力培养提供了新的范例。
附全文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.5c00091
