ارزیابی پایداری جایگزینی نیتروژن و بور در ساختارهای نانوگرافن

خواص فیزیکی و شیمیایی نانو ساختارهای گرافن به حضور ناخالصی در سیستم بسیار حساس هستند. جایگزینی یک جفت از اتم های کربن₋کربن در بنزن توسط نیتروژن₋بور منجر به یک سری مولکول های هتروسیکلی می شود که سه ایزومر ساختاری آن شامل 1،2₋آزابورین، 1،3₋آزابورین و 1،4₋آزابورین می باشد. جایی که اتم بور و نیتروژن مجاور هم هستند، پایدارترین حالت می باشد و جایی که دو b‐n جایگزین دو c‐c می شود، زمانی که بور و نیتروژن به طور متوالی پشت سر هم جایگزین شوند، پایدارترین حالت می باشد. مشاهده شده است که نیتروژن و بور به طور قابل توجهی خواص الکترونیکی، نوری و الکتروشیمیایی نانولوله های کربنی را تغییر می دهند. تعداد کربن هایی که با بور و نیتروژن در گرافن می توانند جایگزین شوند، متنوع هستند . طبق نتایج این تحقیق در جایی که نیتروژن ها در بیرونی ترین جای حلقه قرار بگیرند، که با دو اتم بور و یک اکسیژن یا با یک اتم بور و یک کربن و یک هیدروژن پیوند دهند، پایدارترین ساختار را داریم. در جایی که نیتروژن ها درون حلقه باشند که یکی از آن ها با دو اتم بور و یک کربن و دیگری با دو اتم کربن و یک بور تشکیل پیوند دهند، ناپایدارترین ساختار را داریم، حتی ناپایدارتر از زمانی که نیتروژن ها و بور ها در حلقه های وسط صفحات گرافن قرار گرفته باشند.