بررسي اثر جذب مولكول ايزونيازيد بر خواص ساختاري و الكتروني نانولوله گاليم نيتريد زيگزاگ خالص و جايگزين شده با نيكل: به روش DFT

The effects of Isoniazid drug adsorption on the structural and electrical properties of pristine and Ni doped (6, 0) zigzag gallium nitride nanotube: By DFT method

هدف از اين پروژه بررسي اثر جذب داروي ايزونيازيد برروي ساختار الكتروني و فضايي نانولوله گاليم نيتريد زيگزاگ (GaNNTs) خالص و جايگزين شده با نيكل است. براي اين منظور 24 مدل پيكربندي فضايي متفاوت براي جذب ايزونيازيد بر روي سطح نانو لوله در نظر گرفته شد و كليه ساختارهاي مورد نظر با استفاده از روش نظريه تابع چگالي ((DFT) در سطح Cam-B3LYP / Lanl2dz بهينه‌سازي شد. با استفاده از ساختارهاي بهينه شده پارامترهاي فضايي مانند طول پيوند و زاويه پيوند، اوربيتال‌هاي هومو و لومو1 (HOMO-LUMO)، نمودارهاي چگالي حالت‌ها (DOS)، اربيتال‌هاي پيوندي طبيعي (NBO)، پارامترهاي كوانتومي، پارامترهاي اتم در مولكول (AIM) و نمودارهاي پتانسيل الكترون مولكول (MEP) محاسبه شده و نتايج حاصل مورد بحث و بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل نشان داد كه جايگزيني نيكل و جذب ايزونيازيد باعث كاهش قابل توجه گاف انرژي و پارامترسختي نانو لوله مي‌شود و اين عامل سبب افزايش رساناي سيستم مي‌شود، از اين خاصيت براي ساخت نانو حسگرها دارويي مي‌توان استفاده كرد. مقدار انرژي جذب در كليه مدل‌ها منفي بوده كه نشان دهنده مساعد بودن ‌فرايند جذب و پايداري آنها از نظر ترموديناميكي است. مقايسه انرژي‌هاي جذب نشان داد كه جايگزيني نيكل باعث كاهش جذب ايزونيازيد بر روي سطح نانو لوله مي‌شود و بدين ترتيب جذب آن در نانولوله جايگزين شده با نيكل نا مناسب‌تر از نانولوله خالص است، در ضمن جذب مولكول ايزونيازيد بر روي سطح نانولوله از نوع جذب فيزيكي محسوب مي‌شود.

The aims of this project are to investigate the effects of Isoniazid drug adsorption on the geometrical and electrical structure of pristine and Ni-doped Gallium nitride nanotube (GaNNTs). For this purpose, 24 different configuration models are considered for adsorbing Isoniazid on the surface of nanotube and then all considered structures are optimized by using density function theory (DFT) at the Cam-B3LYP/6-31G (d) level of theory. By using optimized structures ,the structural parameters involve bond length and bond angle, HOMO and LUMO orbital, Density of state (DOS) plots, Quantum parameters, Natural bonding orbital (NBO), Atom in molecule (AIM), and Molecular electrostatic potential (MEP) are calculated by above level of theory and all results are analyzed. The results reveal that doping Ni atom and adsorbing Isoniazid molecule decrease the energy gap and global hardness of nanotube and thereby the electrical properties of system increase, this property is suitable to making nano sensors. At all adsorption models the values of adsorption energy is negative and show that the adsorption process is exothermic and stable in thermodynamic approach. On the other hand, the adsorption of Isoniazid on the surface of nanotube is physical adsorption. Comparison the thermodynamic properties demonstrate that the Ni-doped decrease the Isoniazid adsorption on the surface of nanotube therefor the adsorption of Isoniazid on the surface of the Ni-doped models is not favorable than pristine models. In addition, the adsorption of Isoniazid on the surface of nanotube is physical adsorption.