关于原子级纳米颗粒间平均力势的计算
软凝聚态物质
2018-03-08 v1 化学物理
摘要
我们通过分子动力学模拟研究了真空中原子级二氧化硅与金纳米颗粒之间的平均力势（PMF）。此类研究旨在充分表征原子级纳米颗粒间的有效相互作用，这是描述高密度粗粒化聚合物纳米复合材料中 PMF 的关键步骤。在我们的研究中，首先考察二氧化硅纳米颗粒的行为，考虑对应不同颗粒尺寸的情形，并根据 Hamaker 针对伦纳德-琼斯相互作用粒子系统发展的解析理论 [H. C. Hamaker, Physica A, 1937, 4, 1058] 评估结果。在验证流程后，我们计算金纳米颗粒间的有效相互作用，考虑裸金颗粒及接枝聚乙烯链包覆的金颗粒，以研究接枝密度 \rho_g 对 PMF 的影响。通过原子级分子动力学模拟发现，二氧化硅纳米颗粒经历相似相互作用而与颗粒尺寸无关，最显著的区别在于较大尺寸时因表面相互作用导致的 PMF 峰值清晰可见。对于裸金纳米颗粒，其相互作用微弱，有效力强度在包覆情形下增大。所得 PMF 轮廓在中等 \rho_g 时类似伦纳德-琼斯势，在高 \rho_g 与低颗粒间距时逐渐变得更具排斥性。
引用
@article{arxiv.1803.02727,
title = {On the calculation of potential of mean force between atomistic nanoparticles},
author = {Gianmarco Munaò and Andrea Correa and Antonio Pizzirusso and Giuseppe Milano},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.02727},
year = {2018}
}
备注
Accepted for publication in EPJ E, Topical Issue on Advances in Computational Methods for Soft Matter Systems; 10 pages, 9 figures