نویسندگان

دانشگاه ملایر

چکیده

هدف از این پروژه بررسی اثر جذب داروی ایزونیازید برروی ساختار الکترونی و فضایی نانولوله  گالیم نیترید زیگزاگ (GaNNTs) خالص و جایگزین شده با نیکل است. برای این منظور 24 مدل پیکربندی فضایی متفاوت برای جذب ایزونیازید بر روی سطح نانو لوله در نظر گرفته شد و کلیه ساختارهای مورد نظر با استفاده از روش نظریه تابع چگالی ((DFT در سطح Cam-B3LYP / Lanl2dz بهینه‌سازی شد. با استفاده از ساختارهای بهینه شده پارامترهای فضایی مانند طول پیوند و زاویه پیوند، اوربیتال‌های هومو و لومو1 (HOMO-LUMO)، نمودارهای چگالی حالت‌ها (DOS)، اربیتال‌های پیوندی طبیعی (NBO)، پارامترهای کوانتومی، پارامترهای اتم در مولکول (AIM) و نمودارهای پتانسیل الکترون مولکول (MEP < /span>) محاسبه شده و نتایج حاصل مورد بحث و بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که جایگزینی نیکل و جذب ایزونیازید باعث کاهش قابل توجه گاف انرژی و پارامترسختی نانو لوله می‌شود و این عامل سبب افزایش رسانای سیستم می‌شود، از این خاصیت برای ساخت نانو حسگرها دارویی می‌توان استفاده کرد. مقدار انرژی جذب در کلیه مدل‌ها منفی بوده که نشان دهنده مساعد بودن ‌فرایند جذب و پایداری آنها از نظر ترمودینامیکی است. مقایسه انرژی‌های جذب نشان داد که جایگزینی نیکل باعث کاهش جذب ایزونیازید بر روی سطح نانو لوله می‌شود و بدین ترتیب جذب آن در نانولوله جایگزین شده با نیکل نا مناسب‌تر از نانولوله خالص است، در ضمن جذب مولکول ایزونیازید بر روی سطح نانولوله از نوع جذب فیزیکی محسوب می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

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

نویسندگان [English]

  • M Rezaei Sameti
  • F Moradi

چکیده [English]

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.   

کلیدواژه‌ها [English]

  • gallium nitride nanotube
  • isoniazid drug
  • ni-doped
  • thermodynamic
  • quantum parameters

1. T Makimoto,Y Yamauchi,K Kumakura, App. Phy. Let. 84 (2004) 1964. 2. OG Schmidt, K Ebrel, Nature (London) (2001)410. 3. NG Chopra, RJ Luyken, K Cherry, VH Crespi, ML Cohen, SG Louie, A Zett, Science. (1995)269. 4. WQ Han, SS Fan, QQ Li, YD Hu, Science. (1997) 277. 5. KR Khaddeo, A Srivastava, R Kurchania, J. Comp. Theor. Nanosci. 10 (2013) 2066. 6. J Kang, HJ Hwang, KO Song, WY Choi, KR Byun, OK Kwon, JH Lee, WW Kim, Korean. J. Phys. Soc. 43(2003) 372. 7. K Tsukagoshi, BW Alphenaar, H Ago, Nature. (1999) 401. 8. Z Min, S Jun-Jie, Chin. Phys. B. 23 (2014) 017301. 9. MK Cyranski,TM Krygowski, AR Katritzky, PVR Schleyer, J. Org. Chem. 67(2002)1333. 10. M Rezaei-Sameti, Arabian. J. Chem. 10 (2011) 35. 11. A Peyghan, M Bigdli-Tabar, S Yourdkhani, J clust. 24 (2013)1011 12. Z Peralta-Inga, P Lane, JS Murray, S Boyd, ME Grice, CJ O'Connor,P Politzer, Nano Lett. 3 (2003)21 13. FA Bulat, JS Burgess, BR Matis, JW Baldwin, L Macaveiu, JS Murray, P Politzer, J. Phys. Chem. A. 116(33) (2012)8644. 14. MS Khan, A Srivastava, J. Electroanalytical Chem.775 (2016) 243–250 15. GX Chen, Y Zhang, DD Wang, JM Zhang, Physica E 43 (2010) 22. 16. GX Chen, Y Zhang, DD Wang, JM Zhang, J. Mol. Stru. THEOCHEM. 956 (2010) 77. 17. Q Sun, A Selloni, TH Myers, W Alan Doolittle, Phys. Rev. B 73 (2006) 155337. 18. Q Sun, A Selloni, TH Myers, W Alan Doolittle, Phys. Rev. B 74 (2006) 195317. 19. AL Rosa, J Neugebauer, Phys. Rev. B 73 (2006) 205314. 20. T Caon, CE Maduro-Campos, CM Oliveira-Simõe, MA Segatto-Silv, Inter. J. Pharmaceutics. 494(2015) 463. 21. M J Frisch, et al. GAUSSIAN 09, Gaussian, Inc., Pittsburgh, PA, (2009). 22. M Rezaei-Sameti and Kh Hadian, Iranian. J. Phys. Res. 16 (2016) 3 23. M Rezaei-Sameti, Physica E 44 (2012)1770. 24. M Rezaei-Sameti, and S Yaghobi, Comp. Condense Matt. 3 (2015) 21. 25. M Rezaei-Sameti, Physica B 407 (2012) 22. 26. M Rezaei-Sameti, and E A Dadfar, Iranian J. Phys. Res. 15 (2015) 41. 27. M Rezaei-Sameti and Kh Hadian, Iranian J. Phys. Res. 16(2016) 75. 28. SM Lee, YH Lee, YG Hwang, J Elsner, D Porezag, T Frauenheim, Phys. Rev. B 60 (1999) 7788. 29. H Pan, YP Feng, J Lin, J Chem. Theory Comput. 4 (2008) 703. 30. GX Chen, Y Zhang, DD Wangd, JM Zhang, KWXue, Solid. State. Comm.151 (2011) 139. 31. RFW Bader, Atoms in Molecules: A Quantum Theory. USA: Oxford University, Press. ISBN 978-0-19-855865-1, (1994) 32. RFW Bader, TT Nguyen-Dang, Adv. Quantum Chem.14 (19981) 63 . 33. RFW Bader, Phys. Rev. B. 49 (1994)13348. 34. J Beheshtian, M Kamfiroozi, Z Bagheri, A Ahmadi, Phys. E. Low. 44 (2011)546. 35. P Politzer,P Lane,JS Murray,MC Concha, J. Mol. Model. 11(2005)1. 36. RG Parr, LV Szentpaly, S Liu, J. Am. Chem. Soc. 121(1999)1922. 37. JS Murray, K Sen, Nano Lett. 3(1) (1996)21.

تحت نظارت وف بومی