單壁碳納米管與石墨片的碰撞模擬.pdf

1、自1991年日本科學(xué)家Iijima發(fā)現(xiàn)碳納米管以來，碳納米管就由于其結(jié)構(gòu)的特殊性吸引了世界眾多的科學(xué)家。碳納米管是由多個(gè)碳原子六方點(diǎn)陣的同軸柱面套構(gòu)而成的空心小管。碳納米管可分為多壁碳納米管和單壁碳納米管。碳納米管的準(zhǔn)一維結(jié)構(gòu)、高強(qiáng)度及其他顯著的物理、化學(xué)性質(zhì)，使得它們有希望成為獨(dú)特的材料被應(yīng)用于眾多的領(lǐng)域。 本文主要采用緊束縛分子動(dòng)力學(xué)方法對(duì)單壁碳納米管與石墨片的碰撞進(jìn)行模擬計(jì)算。模擬計(jì)算時(shí)，把單壁碳納米管置于兩個(gè)石墨片的中間

2、，我們給左邊的石墨片加上一定的動(dòng)能，使其向右運(yùn)動(dòng)并與單壁碳納米管以及右側(cè)的石墨片發(fā)生碰撞。模擬結(jié)果表明：碰撞使兩個(gè)石墨烯片彎曲，石墨烯片邊緣上的懸鍵結(jié)合成鍵從而形成碳環(huán)，并與內(nèi)部單壁碳納米管形成類似雙壁碳納米管的結(jié)構(gòu)，新形成的外管的結(jié)構(gòu)完全依賴于兩個(gè)石墨片的相對(duì)于內(nèi)管的位置；接著由于碰撞時(shí)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)勢(shì)能，應(yīng)力能持續(xù)增大迫使碳管破裂以釋放應(yīng)力能，又因?yàn)閮?nèi)部碳管口徑較小，其應(yīng)力比外管應(yīng)力大，原子震動(dòng)更劇烈，所以內(nèi)管首先發(fā)生離解、碳碳鍵斷