我们使用van der waals(vdw) - 纠正的密度函数理论和非平衡绿色的功能方法研究了DNA核苷酸酶[腺嘌呤(A),鸟嘌呤(g),胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)]与单层Ti 3 C 2 MXEN的相互作用。所有计算均针对石墨烯进行了基准测试。我们表明,取决于Ti 3 C 2表面上方的核碱基的初始垂直高度,可能是两个相互作用机制,即物理吸附和化学吸附。对于石墨烯,与石墨烯片上方核碱基的初始垂直高度无关,DNA核碱始终将物理呈现在石墨烯表面上。石墨烯的PBE + VDW结合能高(0.55-0.74 eV),并遵循G> a> t> C的顺序,吸附高度在3.16–3.22Å的范围内,表明强大的物理学。对于Ti 3 C 2,PBE + VDW结合能相对较弱(0.16-0.20 eV),并遵循A> g = T> C的阶,吸附高度在5.51–5.60Å的范围内,表明弱物理吸收。化学物质的结合能遵循g> a> t> c的顺序,这是相同的物理学顺序。结合能值(5.3-7.5 eV)表示非常强的化学吸附(约为物理吸附结合能的40倍)。此外,我们的频带结构和电子传输分析表明,对于物理吸附,频带结构没有显着变化,也没有调制状态的传输函数和设备密度。相对较弱的物理吸附和强烈的化学吸附表明,Ti 3 C 2可能无法使用物理吸附方法鉴定DNA核碱基。
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