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超薄二氧化硅纳米管中的水吸附

介观与纳米尺度物理 2023-07-20 v1

摘要

二氧化硅(SiO2_2)纳米管(NTs)被广泛应用于从传感器到纳米流体学的广泛领域。目前,这些纳米管可生长至直径小至 3 nm、壁厚 1.5 nm。近期实验进展结合第一性原理计算表明,二氧化硅纳米管可由单层二氧化硅片获得。在这项工作中,我们利用分子模拟和第一性原理计算探索了此类超薄二氧化硅纳米管中的水吸附。结合分子动力学和密度泛函理论计算,我们获得了由 10、12 和 15 元 SiO2_2 环形成的纳米管的假定结构。利用巨正则蒙特卡洛模拟获得了这些纳米管的水吸附等温线。通过计算纳米管的可及横截面积(AfreeA_\text{free}),我们能够理解该性质如何与凝聚压力相关联。我们发现 AfreeA_\text{free} 未必随纳米管尺寸增大而增大,且约束越强(更小的 AfreeA_\text{free}),凝聚压力越大。

关键词

引用

@article{arxiv.2307.09965,
  title  = {Water adsorption in ultrathin silica nanotubes},
  author = {Henrique Musseli Cezar and Caetano Rodrigues Miranda},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2307.09965},
  year   = {2023}
}