Hydrogen Peroxide Adsorption on Graphene with Stone-Wales Defect

براي بررسي امكان استفاده از گرافن به عنوان بيوسنسور جذب هيدروژن پراكسيد روي گرافن با استفاده از تيوري تابع چگالي بررسي شده است. خواص الكتروني گرافن بدون نقص و گرافن معيوب در حضور تعداد متفاوت هيدروژن پراكسيد بررسي شده است. گرافن با پايدارترين نقص پيكر بندي با عنوان SWدر نظر گرفته شده اسن. انرژي جذب بالا ، جذب شيميايي هيدروژن پراكسيد را روي گرافن نشان مي دهد. مشخص شد كه گرافن بدون نقص رفتار نيمه فلزي نشان مي دهد، در حالي كه گرافن با نقص Stone-Wales خاصيت نيمه هادي نشان مي دهد. بار از هيدروژن پراكسيد به گرافن منتقل مي شود. در غلظت هاي پايين از اين مولكول دهنده، گرافن بدون نقص و گرافن معيوب نيمه هادي نوع n مي شوند. باند گپ انرژي كاهش مي يابد و رفتار فلزي با افزايش تعداد هيدروژن پراكسيد مشاهده مي شود. حساسيت خواص الكتروني گرافن در حضور هيدروژن پراكسيد ، نشان مي دهد كه اين نانو ساختار ها ، انتخاب خوبي براي طراحي بيوسنسور براي تشخيص هيدروژن پراكسيد هستند.

To explore the possibility of using graphene based biosensor, adsorption of hydrogen peroxide on graphene has been investigated using density functional theory. The electronic properties of defect free and defective graphene in the presence of different number of hydrogen peroxide have been studied. The graphene with the most stable configuration defect named as SW defect is considered. The high adsorption energies indicate chemisorption of hydrogen peroxide on graphene. It is found that defect free graphene exhibits semimetallic behavior, while graphene with Stone-Wales defect shows semiconducting property. The charge is transferred from hydrogen peroxide to graphene. At low concentration of this donor molecule, defect free and defective graphene become n-type semiconductors. The energy band gap is decreased and metallic behavior is observed in graphene by increasing the number of hydrogen peroxide. The sensitivity of the electronic property of graphene to the presence of hydrogen peroxide suggests that these nanostructures are good choice to design biosensor for hydrogen peroxide detection.