高冲击下的碳纳米卷：分子动力学研究
材料科学
2016-01-20 v1
摘要
近年来，纳米结构在高应变率条件下的行为一直备受关注。例如，最近的实验研究表明，在高速冲击下碳纳米管可以解旋形成石墨烯纳米带。碳纳米卷（CNS）是尚未研究其高冲击行为的结构之一。CNS 是卷成类似纸莎草结构 的石墨烯膜。其独特的开放式拓扑结构导致了在封闭式结构（如纳米管）中不具备的性质。在此，我们报告了一项关于 CNS 以高速撞击固体靶材行为的全原子反应分子动力学研究。我们的结果表明，速度和卷轴轴向取向是决定撞击后形成纳米结构的关键参数。卷轴开口端与基底的相对取向也非常重要。我们观察到，在适当的速度和取向下，纳米卷可以经历大的结构变形和大规模断裂。我们还观察到了展开（卷轴恢复为平面或准平面石墨烯膜）、解旋形成纳米带，以及由于化学键断裂和/或形成新化学键而产生的显著重构。另一个有趣的结果是，如果 CNS 以其开口端撞击基底，在某些速度下会观察到融合的卷轴壁。
引用
@article{arxiv.1601.04875,
title = {Carbon Nanoscrolls at High Impacts: A Molecular Dynamics Investigation},
author = {Jose Moreira de Sousa and Leonardo Dantas Machado and Cristiano Francisco Woellner and Pedro Alves da Silva Autreto and Douglas S. Galvao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.04875},
year = {2016}
}