نانومخروط بور نیتریدی BNNC جایگزین شده با جایگاه فعال شبه کلروفیل: حسگری گزینش پذیر برای گاز اکسیژن

در این پژوهش پایداری و ویژگی های الکترونی نانومخروط بور نیترید تک دیواره 120 درجه (BNNC) با محاسبه های نظریه تابعی چگالی (DFT)، مورد بررسی قرار گرفته است. در مدل پیشنهادی یک حلقه چهارتایی و 56 حلقه شش تایی وجود دارد و به منظور اشباع شدن دهانه نانومخروط از اتم های هیدروژن استفاده شده است. در مرحله دوم با ایجاد نقص در نانومخروط بور نیترید و ایجاد یک برش عرضی در راس آن، ساختاری همانند با پورفیرین در نانومخروط بور نیترید اولیه جایگزین شده و ترکیب P-BNNC به دست آمده است. مرحله سوم یون +2Mgدر مرکز حفره ی P-BNNC قرار داده شده و مدل شبه کلروفیل (Mg-P-BNNC) به دست آمده است. در آخرین مرحله برهم کنش بین گازهای 2CO، CO، 2H و 2O با مرکز فلزی ترکیب Mg-P-BNNC مطالعه شده است. مولکول های گازی 2COو 2 H فقط از سایت بیرونی بر روی اتم فلزی منیزیم جذب می شوند اما گاز CO از هر دو سایت درونی و بیرونی جذب می شود. گاز 2O فقط از سایت درونی جذب بسیار زیادی دارد.با جذب فیزیکی گازهای 2CO، CO و 2H روی Mg-P-BNNC، مقدار شکاف نوار به تقریب ثابت بوده و در نتیجه رسانایی مولکول Mg-P-BNNC در اثر جذب این گازها تغییر چشمگیری پیدا نکرده است و حسگر مناسبی برای این گازها نیست. نکته قابل توجه، تغییر چشمگیر در مقدار شکاف نوار و نیز در رسانایی ترکیب Mg-P-BNNC با جذب گاز اکسیژن برروی سایت درونی می باشد. در نتیجه Mg-P-BNNC حسگری مناسب و گزینش پذیر برای گاز اکسیژن در حضور گازهای 2CO، CO و 2H است. محاسبه های DOS و NBOنیز این نتیجه ها را تایید می کند.