纳米尺度运动控制：曲率驱动的机械趋性
介观与纳米尺度物理
2021-04-08 v1 材料科学
计算物理
摘要
定位并操控纳米尺度物体以驱动运动是一项耗时耗力的工作。近期进展表明，可通过将运动源嵌入系统构型中，在无直接干预的情况下产生运动。本工作中，我们展示了一种利用螺旋形碳纳米管（CNT）和石墨烯纳米带结构（GNR）在无外部操控下可控位移纳米物体的替代方式。螺旋形状包含平滑的曲率梯度，从而导致平滑的弯曲能梯度。我们表明这些梯度可驱动纳米振荡器。我们还通过将碳纳米管近似为细杆来进行能量分析，并讨论如何利用扭转梯度驱动运动。对于纳米带，我们还分析了层取向的作用。我们的结果表明，在出现 AB 堆垛的 commensurate（公度）取向下运动不可持续。对于 incommensurate（非公度）取向，摩擦几乎消失，此时即便驱动力不高运动也能持续。这表明，在现有纳米结构中已可见的平缓曲率梯度，可提供机械刺激以引导运动。
引用
@article{arxiv.2104.02796,
title = {Controlling Movement at Nanoscale: Curvature Driven Mechanotaxis},
author = {Leonardo D. Machado and Rafael A. Bizao and Nicola M. Pugno and Douglas S. Galvão},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.02796},
year = {2021}
}