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摘要
纳米二氧化钛（TiO2）由于具有卓越的生物相容性和优异的物理性能，因此有望在生物医学领域中发挥重要的作用，且应用前景广阔.利用第一性原理计算，深入地研究了金红石型TiO2纳米层（110）表面与脱氧核糖核酸（DNA）不同碱基在界面之间的吸附性能及相互作用的原子机制.通过分析结合能和功函数的计算结果发现，TiO2纳米层（110）表面对DNA碱基的吸附强度显著增强，比典型二维纳米材料的吸附强度大两倍以上.进而，通过研究电子能带结构和态密度计算结果，阐明了二者在界面之间的吸附机制，其起源于吸附体系显著降低的能级和C、N和/或O的2p轨道与费米能级附近Ti原子的3d轨道的强烈杂化.纳米TiO2为DNA传感器和测序仪的设计提供了一种极具潜力的候选材料.
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