Adsorción de dopamina,ácido ascórbico y ácido úrico sobre grafeno perfecto y grafeno condivacancias: estudio DFT

Abstract

Diversos métodos experimentales se han desarrollado para la determinación simultánea de dopamina (DA), ácido ascórbico (AA) y ácido úrico (AU). Entre ellos, el electroquímico ha recibido gran interés, por su sensibilidad, bajo costo y facilidad de operación [1]. No obstante, las señales de estas moléculas en los voltamogramas presentan superposición. Recientemente se ha propuesto el uso de grafeno como electrodo a fin de mejorar la detección de las mismas [2]. Los presentes cálculos se basan en la teoría DFT y fueron implementados con el código VASP. Se consideró la adsorción de DA, AA y AU sobre grafeno regular (G) y grafeno con una doble vacancia (GDV), de acuerdo a diferentes orientaciones adsorbato/substrato y posiciones relativas de los grupos funcionales de las moléculas. Se consideraron geometrias de adsorción paralelas y perpendiculares a los palnos basales de grefeno y grafeno con divacancias. Las orientaciones más favorables resultaron ser con las moléculas cuasi-coplanares a la superficie, con energías de enlace en el rango 0.45-0.75 eV. Se calcularon los momentos dipolares eléctricos para estas orientaciones y se evaluaron los valores relativos del potencial de oxidación (PO), calculados considerando procesos de oxidación desarrollados a partir de las diferentes especies adsorbidas, y comparados con resultados electroquímicos de CV y DPV. Se observa que en promedio la molécula de dopamina posee el valor más significativo de la componente perpendicular del momento dipolar y que los PO calculados, relativos a la molécula libre de DA, están en buen acuerdo con los resultados experimentales, mostrando la influencia de la configuración de adsorción.