受限于碳納米管中流體分子的結(jié)構(gòu)和擴(kuò)散的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究.pdf

1、自碳納米管誕生以來(lái)，由于具有高楊氏模量、良好的導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性以及獨(dú)特的光學(xué)和流體輸運(yùn)性質(zhì)，使它成為一類重要的納米材料?，F(xiàn)在分子動(dòng)力學(xué)模擬在研究許多材料的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)時(shí)是一個(gè)強(qiáng)大的工具，一般應(yīng)用在物理、化學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，它也變成一種研究納米級(jí)材料的最佳選擇。在本文中，我們主要研究受限孔道中流體分子的微觀結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)性質(zhì)。我們選用的受限空間是碳納米管，選用的受限流體分子是化學(xué)中經(jīng)常用到的甲醇分子和水分子。

2、
　　在等溫等壓條件下，研究甲醇分子在不同管徑的碳納米管中的微觀結(jié)構(gòu)和擴(kuò)散行為。甲醇分子的徑向函數(shù)分布圖顯示，位于碳納米管內(nèi)部分子位置分布的有序性與管徑的大小成正比。甲醇分子間的氫鍵和配位數(shù)與受限效應(yīng)有直接關(guān)系。選用兩種方法計(jì)算甲醇分子的擴(kuò)散系數(shù)，結(jié)果顯示它的擴(kuò)散在擴(kuò)散模式中屬于Knudsen擴(kuò)散。我們也研究了碳納米管的管徑與溫度對(duì)受限于碳納米管中的水分子的擴(kuò)散的影響。結(jié)果顯示，在相同溫度的環(huán)境中，水分子的擴(kuò)散系數(shù)隨著管徑的增大而