交联石墨烯-环氧树脂纳米复合材料的分子动力学模拟

本文聚焦于石墨烯增强交联环氧树脂（Gr-Ep）纳米复合材料的分子动力学（MD）建模。目标是研究增强纳米石墨烯片（NGS）的几何形状和浓度对界面性质以及弹性常数（如 Gr-Ep 纳米复合材料的体杨氏模量和剪切模量）的影响。我们获得了最典型的交联构型，以便在后续模拟中使用。利用 MD 模拟确定了这种交联结构的力学性能，并将结果与文献中已有的结果进行了验证。我们考虑了不同长径比和浓度（1%、3% 和 5%）的石墨烯，以构建 Gr-Ep 纳米复合材料的非晶胞。在 MD 模拟过程中，Gr-Ep 纳米复合材料系统经历 NVT（原子数、体积和温度恒定）和 NPT（原子数、压力和温度恒定）系综，并施加均匀应变场，以获得体杨氏模量和剪切模量。我们还评估了 Gr-Ep 系统在单轴变形下非晶和晶胞的应力-应变响应。确定了不同尺寸石墨烯的粘聚力和拔出力的力-位移响应。因此，作为本研究的主要目标，我们利用 MD 模拟进行了参数化研究，以表征不同 NGS 长径比和体积分数下的界面性质和弹性常数。MD 模拟结果与文献中已发表的数据显示出合理的一致性。