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Previous issue date: 2013-08-30 / Graphene has attracted great interest from the scientific community since it was demonstrated its stability in 2004. Because of their structural and electronic characteristics, offers a wide variety of applications, such as in the electronics industry and medicine. Graphene is a single layer of graphite in which carbon atoms are arranged in hexagonal form. Meanwhile, doxorubicin (DOX) is a drug widely used for the treatment of various cancers. However, this molecule has a high toxicity mainly in the cardiovascular system. Recent experimental studies have demonstrated that the combination of doxorubicin and graphene can kill malignant cells selectively. This process is also associated with ambient temperatures due to the ability of carbon nanostructures such as graphene and carbon nanotube that can convert infrared radiation into vibrational energy generating heat and causing apoptosis of the malign cells. In this work, we present the structural and electronic properties of graphene, pure and vacancy-type defects, interacting with the DOX molecule by density functional theory (DFT) making use of computer code SIESTA. The results showed that DOX interacting with the pure graphene has a biding energy in the range from 0.88 to 1.09 eV (LDA and GGA, respectively) and the graphene vacancy type defect binding energy is about 1.09 to 0.84 eV (LDA and GGA, respectively). Likewise, it is observed that no major changes in the original electronic properties of graphene. Also, in this work was analyzed by ab initio molecular dynamics (MD-AI) position of the molecule DOX against the graphene temperature variation and it is noted that the largest spacing occurs at 300K for both as pure graphene for graphene with vacancy-type defect interacting with DOX. / O grafeno vem atraindo grande interesse da comunidade científica desde que foi demonstrada a sua estabilidade em 2004. Devido as suas características estruturais e eletrônicas, oferece uma grande variedade de aplicações, tais como na indústria eletrônica e na medicina. O grafeno é uma única camada de grafite na qual os átomos de carbono estão arranjados de forma hexagonal. Paralelamente, a doxorrubicina (DOX) é um fármaco amplamente utilizado para o tratamento de diversos tipos de câncer. No entanto, essa molécula possui alta toxicidade principalmente no sistema cardiovascular. Estudos experimentais recentes têm demonstrado que a combinação de grafeno e DOX pode causar a morte seletiva de células malignas. Este processo também está associado com temperatura ambiente, pois nanoestruturas de carbono como grafeno e nanotubo de carbono podem converter a radiação infravermelha em energia vibracional gerando calor causando a apoptose de células malignas. Neste trabalho apresentaremos as propriedades estruturais e eletrônicas do grafeno, puro e com defeito do tipo vacância, interagindo com a molécula de DOX por meio da teoria do funcional de densidade (DFT) fazendo uso do código computacional SIESTA. Os resultados mostram que a DOX interagindo com o grafeno puro tem uma energia de ligação na ordem de 0,88 e 1,09eV (LDA e GGA, respectivamente) e no grafeno com defeito do tipo vacância a energia de ligação é da ordem de 1,09 e 0,84eV (LDA e GGA, respectivamente). Da mesma forma, observa-se que não ocorrem alterações significativas nas propriedades eletrônicas originais do grafeno. Também, neste trabalho, foi analisada através da dinâmica ab initio (DM-AI) a posição da molécula de DOX em relação ao grafeno com a alteração de temperatura e observou-se que o maior afastamento ocorreu à 300K tanto para o grafeno puro como para o grafeno com defeito tipo vacância interagindo com a DOX.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.universidadefranciscana.edu.br:UFN-BDTD/520 |
| Date | 30 August 2013 |
| Creators | Tonel, Mariana Zancan |
| Contributors | Fagan, Solange Binotto, Boeck, Carina Rodrigues, Mota, Ronaldo |
| Publisher | Centro Universitário Franciscano, Programa de Pós-Graduação em Nanociências, UNIFRA, Brasil, Biociências e Nanomateriais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional Universidade Franciscana, instname:Universidade Franciscana, instacron:UFN |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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