与重金属纳米团簇相互作用的莫比乌斯碳纳米带
材料科学
2025-09-01 v1
摘要
为研究碳及莫比乌斯型碳纳米带与镍、镉和铅纳米团簇之间的相互作用，我们利用了 xTB 软件提供的半经验紧束缚框架。通过计算得到最低能量几何结构、复合物稳定性、结合能以及电子性质。我们的结果表明，重金属纳米团簇对两种纳米带均具有有利的 binding affinity（结合亲和性），其中莫比乌斯型纳米带的相互作用更强。此外，计算显示镍纳米团簇的结合能最低，与纳米带表现出最大的电荷转移，其电荷转移量几乎是镉和铅纳米团簇的两倍。分子动力学模拟表明，所有复合物在 298 K 下均稳定，具有较低的根均方偏差和负的结合能。观察到前沿轨道在纳米带结构中均匀分布，当结构被扭曲形成莫比乌斯型纳米带时，其分布有轻微变化。此外，拓扑研究表明，尽管金属纳米团簇与莫比乌斯型纳米带之间的键数目相同，但键强度存在显著差异。与镍纳米团簇形成的键强于与镉和铅金属形成的键。综合结果我们得出：镍纳米团簇为化学吸附，而镉和铅纳米团簇在两种纳米带中均为物理吸附。
引用
@article{arxiv.2304.07368,
title = {M\"obius carbon nanobelts interacting with heavy metal nanoclusters},
author = {C. Aguiar and N. Dattani and I. Camps},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.07368},
year = {2025}
}
备注
arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:2302.11697