An in-depth understanding of the practical sensing mechanism of two-dimensional (2D) materials is critically important for the design of efficient nanosensors toward environmentally toxic gases. Here, we have performed van der Waals-corrected density functional theory (DFT) simulations along with nonequilibrium Green's function (NEGF) to investigate the structural, electronic, transport, thermodynamic, and gas-sensing properties of pristine and defect-crafted bismuthene (bBi) sheets toward sulfur- (H2S, SO2) and nitrogen-rich (NH3, NO2) toxic gases. It is revealed that the electrical conductivities of pristine and defective bBi sheets are altered upon the adsorption of incident gases, which have been verified through transport calculation coupled with the work function and electronic density of states. Our calculations disclose that bBi sheets show superior and selective gas-sensing performance toward NO2 molecules among the studied gases due to a significant charge redistribution and more potent adsorption energies. We find that the mono- and divacancy-induced bBi sheets have enhanced sensitivity because the adsorption behavior is driven by a considerable change in the electrostatic potential difference between the sheets and the gas molecules. We further performed statistical thermodynamic analysis to quantify the gas adsorption abilities at the practical temperature and pressures for the studied gas samples. This work divulges the higher sensitivity and selectivity of bBi sheets toward hazard toxins such as NO2 under practical sensing conditions of temperature and pressure.

Abstract Heavy metals stress particularly cadmium contamination is hotspot among researchers and considered highly destructive for both plants and human health. Iron is examined as most crucial element for plant development, but it is available in inadequate amount because they are present in insoluble Fe 3+ form in soil. Fe 3 O 4 have been recently found as growth promoting factor in plants. To understand, a sand pot experiment was conducted in completely randomized design (control, cadmium, 20 mg/L Fe 3 O 4 nanoparticles,40 mg/L Fe 3 O 4 nanoparticles, 20 mg/L Fe 3 O 4 nanoparticles + cadmium, 40 mg/L Fe 3 O 4 nanoparticles + cadmium) to study the mitigating role of Fe 3 O 4 nanoparticles on cadmium stress in three Raphanus sativus c ultivars namely i.e., MOL SANO, MOL HOL PARI, MOL DAQ WAL. The plant growth, physiological and biochemical parameters i.e.,shoot length, shoot fresh weight, shoot dry weight, root length, root fresh and dry weight, MDA content, soluble protein contents, APX, CAT, POD activities and ion concentrations, membrane permeability, chlorophyll a, chlorophyll b and anthocyanin content, respectively were studied. The results displayed that cadmium stress remarkably reduces all growth, physiological and biochemical parameters for allcultivars under investigation. However, Fe 3 O 4 nanoparticles mitigated the adverse effect of cadmium by improving growth, biochemical and physiological attributes in all radish cultivars. While, 20 mg/L Fe 3 O 4 nanoparticles have been proved to be more useful against cadmium stress. The outcome of present investigation displayed that Fe 3 O 4 nanoparticles can be utilized for mitigating heavy metal stress.

Janus MoWC belongs to the Mo 2 C and W 2 C parent MXene. This study reveals that 2H-MoWC is more stable than the 1T phase. It is an excellent mechanical 2D material. Also, 2H-MoWC is a superconductor with a T c of 1.6 K, which can be enhanced by applying biaxial strain, increasing T c to 7 K.