RE.PUBLIC@POLIMI pubblicazioni di ricerca del Politecnico di Milano

ESTUDIO COMPUTACIONAL MEDIANTE ELEMENTOS DE BORDE SOBRE LA INFLUENCIA DEL PH Y POTENCIAL EN LA ORIENTACIÓN DE ADSORCIÓN ENZIMÁTICA PARA DISPOSITIVOS BIOELECTROQUÍMICOS

Guido Raos;
2026-01-01
2026
Las enzimas oxidorreductasas, como la Glucosa Oxidasa (GOx) y la Bilirrubina Oxidasa (BOx), son fundamentales en dispositivos bioelectroquímicos, cuya eficiencia depende de la orientación espacial al adsorberse sobre un electrodo. Este trabajo modela computacionalmente dicha orientación resolviendo la ecuación de Poisson-Boltzmann mediante el Método de Elementos de Borde (BEM) en PyGBe. Con un algoritmo en Python se automatizó el muestreo sistemático de orientaciones, respetando la densidad de ángulo sólido y simulando variaciones de pH y del potencial en la superficie del electrodo. Con ello se determinó la energía neta de interacción ∆E y la probabilidad de Boltzmann. Posteriormente, al ponderar la tasa de transferencia electrónica kET con esta distribución, se obtuvo la contribución macroscópica efectiva a la corriente. Los resultados revelan que el voltaje induce inversiones totales de la orientación de adsorción. Además, aunque el pH 9 concentra la máxima estabilidad termodinámica, el rendimiento óptimo se alcanza con BOx a pH 7 y -25.7 mV, pues un anclaje menos rígido permite adoptar posturas con un mayor flujo de electrones. Esto evidencia un contraste entre las configuraciones estructuralmente más estables y las rutas óptimas, aportando un marco predictivo robusto para optimizar sistemas bioelectroquímicos.
04.2 Abstract in Atti di convegno
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11311/1328685
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