基于BN掺杂C60异质富勒烯的甲醛传感技术：DFT理论推动无创乳腺癌检测新突破

本研究通过密度泛函理论（DFT）系统分析BN掺杂C60异质富勒烯（BN(5,6)C58与BN(6,6)C58）对甲醛（FA）的吸附与传感机制，揭示了其在能隙降低（HLG=0.49 eV）、吸附能（Eads=-12.55 kcal/mol）及电荷转移等方面的显著优势，为无创乳腺癌呼气筛查提供了高灵敏度、高选择性的新型生物传感器设计策略。

　　

亮点

本研究采用基于密度泛函理论（DFT）的综合分析方法，系统评估了原始与BN掺杂C₆₀异质富勒烯（BN_(6,6)C₅₈和BN_(5,6)C₅₈）对甲醛的传感性能。通过整合多项电子、结构与热力学描述符——包括最高占据分子轨道-最低未占分子轨道能隙（HLG）、吸附能（E_ads）、吉布斯自由能变（ΔG）、偶极矩（μ）、极化率（α）以及非共价相互作用（NCI）分析——我们全面评估了传感器的性能，凸显了BN_(6,6)C₅₈作为一种高灵敏度、高选择性生物传感器的卓越特性，适用于无创乳腺癌诊断。

键长与键角

考察键长（d）和键角（D）至关重要，因为它们决定了分子几何结构，直接影响分子的电子分布、反应性及与其他分子的相互作用。这些结构参数对于预测物理性质及优化材料在催化剂、传感器和分子电子学等应用中的性能具有重要意义。

表1所列的键长（d）和键角（D）数据揭示了……

结论

本研究采用基于DFT的综合方法评估了原始与BN掺杂C₆₀异质富勒烯（BN_(6,6)C₅₈和BN_(5,6)C₅₈）对甲醛的检测能力。通过结合多项电子、结构和热力学描述符——包括HLG、E_ads、ΔG、μ、α和NCI分析——我们全面评估了传感器性能，突显BN_(6,6)C₅₈作为一种高灵敏度、高选择性生物传感器在无创乳腺癌诊断中的应用潜力。