基于五石墨烯的纳米管的力学性质：一项分子动力学研究
介观与纳米尺度物理
2018-01-15 v1
摘要
近年来，纳米结构体系力学性质的研究在理论与实验研究中日益重要。碳纳米管（CNTs）是自然界中发现的最强纳米材料之一，其杨氏模量（YM）约为 1.25 TPa。一个有趣的问题在于，是否可能生成具有一维对称性且性质与碳纳米管相似和/或优于碳纳米管的新纳米结构。本工作中，我们针对一类此类结构——所谓五石墨烯纳米管（PGNTs）的动力学、结构、力学性质、断裂模式及 YM 值展开研究。这些管通过将五石墨烯膜（由处于 sp3 与 sp2 杂化态的碳原子密堆积五边形构成的准二维结构）卷起形成，其方式与碳纳米管由石墨烯膜卷起形成相同。我们采用 ReaxFF 力场进行了全原子分子动力学模拟。我们考虑了不同直径的锯齿形与扶手椅形 PGNTs。结果表明，PGNTs 的 YM 约为 800 GPa，并呈现出相对于碳纳米管不同的弹性行为，主要关联于力学失效、依赖于手性的断裂模式以及广泛的结构重构。
引用
@article{arxiv.1801.04269,
title = {Mechanical Properties of Pentagraphene-based Nanotubes: A Molecular Dynamics Study},
author = {Jose M. de Sousa and Acrisio L. Aguiar and Eduardo C. Girão and Alexandre F. Fonseca and Antonio G. Sousa Filho and Douglas S. Galvao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.04269},
year = {2018}
}