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

1、自碳納米管誕生以來，由于具有高楊氏模量、良好的導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性以及獨特的光學(xué)和流體輸運性質(zhì)，使它成為一類重要的納米材料。現(xiàn)在分子動力學(xué)模擬在研究許多材料的動力學(xué)性質(zhì)時是一個強大的工具，一般應(yīng)用在物理、化學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué)等多個領(lǐng)域。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，它也變成一種研究納米級材料的最佳選擇。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。選用兩種方法計算甲醇分子的擴散系數(shù)，結(jié)果顯示它的擴散在擴散模式中屬于Knudsen擴散。我們也研究了碳納米管的管徑與溫度對受限于碳納米管中的水分子的擴散的影響。結(jié)果顯示，在相同溫度的環(huán)境中，水分子的擴散系數(shù)隨著管徑的增大而