深入理解生物分子和纳米材料表界面相作用对开发其生物应用功能至关重要，本文通过量子力学、分子动力学模拟和实验手段探讨双链DNA在C₂N材料表面的吸附模式。结果表明，双链DNA吸附模式不依赖于DNA的初始构象，最终都会直立在C₂N材料表面，有趣的是一旦DNA吸附到C₂N表面，其横向迁移能力受到限制，通过能量与结构分析揭示了DNA直立吸附到C₂N表面主要受到其表面的碳环与碱基对之间的p-p相互作用，以及纳米尺度的去浸润效应影响。由于C₂N周期性的原子电荷分布，其表面形成的第一水合层对双链DNA迁移也形成了空间位阻效应，伞型采样的自由能计算支持了这一结果。此外，与石墨稀相比，C₂N吸附要弱，在实验条件下也得到了证实。这种有向的吸附模式将有助于我们设计功能化的生物纳米材料。

本文计算部分由顾宗林完成，实验部分由赵琳讲师完成，通讯作者为李玮峰副教授、周如鸿教授。