Adsorción de diferentes especies de dopamina sobre óxido de grafeno

Abstract

Introducción: Uno de los métodos más utilizados para producir láminas de grafeno se basa en la reducción química de óxido de grafeno (GO), en cuya superficie predominan grupos epoxi e hidroxilo1 . Entre los reductores utilizados, se demostró que la dopamina actúa menos severamente que otros como la hidracina o NaBH42 . En el presente trabajo se estudia la adsorción de diferentes formas de la dopamina (DA) sobre la superficie de GO. Resultados: Los presentes cálculos se basan en la teoría DFT y fueron implementados con el código VASP. La energía de adsorción fue calculada como: Eads = Eato/sto - Esto – Eato, donde Eato/sto, Esto y Eato son las energías totales para el sistema adsorbato/substrato, el substrato y el adsorbato en fase gas, respectivamente. Las cargas atómicas se calcularon según el método DDEC06. Se consideró la adsorción disociativa y no disociativa de las especies neutra (NDA), zwitteriónica (ZDA), protonada (PDA) y desprotonada (DPDA) de DA sobre un substrato de GO con un epoxi (GO1) o un hidroxilo (G(OH)1). En las fig. 1-4 se observan las geometrías más favorables de ZDA aproximándose a la superficie por el grupo amino. Los valores de Eads para las cuatro especies adsorbidas, con una aproximación similar entre adsorbato y substrato, están resumidos en la Tabla 1.Conclusiones: Se observan adsorciones tanto asociativas como disociativas para las cuatro especies. La adsorción disociativa sobre GO1 implica la formación de un grupo hidroxilo, mientras que aquella sobre G(OH)1, la eliminación del grupo hidroxilo. Las especies ZDA y PDA, tanto en forma asociativa como disociativa, poseen más actividad adsortiva que DPDA y NDA. Esta actividad se puede relacionar con una mayor transferencia de carga electrónica hacia el substrato.