Estudos experimentais e teóricos estão sendo realizados tendo como base o aminoácido difenilalanina. Estes estudos são motivados por esta molécula ser um dipeptídeo extraído do polipeptídeo β-amilóide, principal componente presente nas placas amiloides em pacientes com Alzheimer e Parkinson, somada a sua capacidade de formar estruturas secundárias. Além disso, a difenilalanina possui uma boa interação com superfícies metálicas. Essa interação expande caminhos para a investigação da produção de novos materiais conjugados baseados no grafite para a construção de dispositivos biológicos. Este trabalho se objetivou em compreender por meio de cálculos teóricos a interação em nanoescala do dipeptídeo difenilalanina com a estrutura do fagrafeno prístino e com a presença de defeitos. Para tanto, foi utilizado de métodos computacionais de primeiros princípios baseados na teoria do funcional da densidade. Os resultados seguem que a natureza da interação entre as folhas de grafeno no grafite atua contribuindo para que ocorra, preferencialmente, o empilhamento π – π deslocado entre os anéis aromáticos da difenilalanina e o fagrafeno. Além disso, constata-se que o fagrafeno possui capacidade de adsorção moderada, funcionando como um excelente sensor do peptídeo difenilalanina. Os resultados obtidos aqui podem prover como um guia útil para a exploração de novos materiais híbridos orgânicos/inorgânicos em diversas aplicações biomédicas.