高压诱导线性碳链与纳米管之间的结合
材料科学
2019-06-05 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
最近对水介质中单壁碳纳米管（CNTs）的研究表明，水会显著影响管的机械性能。处于静水压缩下的 CNTs 可在高达较大压力值时保持其弹性性能，同时表现出对机械载荷的卓越抵抗力。实验观察到， encapsulated 线性碳链（LCCs）的 CNTs 在经受高静水压力值时，其某些振动频率会出现不可逆的红移。为探究此现象的成因，我们对模拟实验条件的模型结构进行了全原子反应性（ReaxFF）分子动力学（MD）模拟。我们考虑了填充有不同长度（从 9 到 40 个原子）LCCs 的有限和无限（循环边界条件）CNTs 的情况（CNTs 内部的 LCCs）。我们的结果表明，增加静水压力会导致 CNT 因 LCC 的存在而发生非均匀变形。LCC-CNT 界面区域表现出凸曲率，从而产生更多反应位点，有利于链与纳米管之间形成共价化学键。该过程是不可逆的，新形成的键即使在释放外部压力后依然存在，并导致链振动模式从 1850 到 1500 cm 发生不可逆红移。
引用
@article{arxiv.1412.7966,
title = {High Pressure Induced Binding Between Linear Carbon Chains and Nanotubes},
author = {Gustavo Brunetto and Nádia F. Andrade and Douglas S. Galvão and Antônio G. Souza Filho},
journal= {arXiv preprint arXiv:1412.7966},
year = {2019}
}
备注
6 pages, 5 figures, submitted to MRS 2015 Fall Proceedings