Estudio teórico de las adsorción de la forma zwitteriónica de dopamina sobre óxido de grafeno

N. F. DOMANCICH; A. C. ROSSI; L. A. MEIER; S. A. FUENTE; N. J. CASTELLANI

Encuentro; 103a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2018

La dopamina es un neurotransmisor que presenta un papelrelevante en distintos sistemas del cuerpo humano. La detección de su formazwitteri´onica (ZDA) a pH sérico es de suma importancia y, entre los sensorespropuestos, los transistores de efecto de campo (FET) donde se emplea grafeno uóxido de grafeno (GO) como material para el gate del FET han demostrado ser muysensibles a las moléculas adsorbidas. En el presente trabajo se estudió teóricamentela estabilidad de diversas estructuras de GO y se analizó la adsorción de ZDAsobre dicho substrato. Los cálculos se realizaron en el marco de la teoría delfuncional de la densidad (DFT), empleando el programa VASP (Vienna Ab-initioSimulation Program). Para la superficie de GO se consideron variasconfiguraciones de 5 grupos epoxi y de 5 grupos hidroxilo para una celdahexagonal 5x5. En un trabajo previo Y. Su y col. [Carbon 67 (2014) 146]estudiaron la estabilidad del GO con dos grupos epoxis en la misma superficie yobservaron el siguiente orden de estabilidad de mayor a menor: Para; Armchair;ZigZag. En nuestro trabajo vemos que al reordenar la estructura con gruposepoxis en Para y ZigZag se logra mejorar la energía. Por otro lado se estudióla adsorción de ZDA sobre la superficie de GO. Las geometrías estudiadascorresponden a diferentes  acercamientosde esta molécula a un único grupo epoxi o grupo hidroxilo del GO por celdaunidad. La energía de adsorción en todos los casos resulto ser exotérmica y demayor magnitud que en el caso del grafeno regular. Se produce siempre unatransferencia electrónica de la molécula hacia el substrato. En el caso deestar el grupo amino de la ZDA próximo al epoxi se produce la ruptura de unenlace N-H y la formación de un hidroxilo superficial. Por otra parte elacercamiento del grupo amino de la ZDA a un hidroxilo termina en la formaciónde una molécula de agua. Se analizaron los caminos de reacción correspondientesy se los compararon con aquellos asociados al acercamiento de la forma neutrade la molécula de dopamina.