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atk:缺陷碳纳米管的杨氏模量

这是本文档旧的修订版!


缺陷碳纳米管的杨氏模量

碳纳米管以其异常的机械性质而著称;被测得有1TPa量级的杨氏模量[KDE+98],高于所有已知材料。对于无缺陷的碳纳米管杨氏模量的理论计算相当简单,但是当有缺陷存在时就另当别论了。对此,分子动力学(MD)是计算机械性能的合适工具。 在本实例中你将构造具有Stone–Wales缺陷的碳纳米管(CNT),并使用ATK-Classical来计算杨氏模量。

弹性模量

杨氏模量是指材料在弹性区应力$\sigma$和应变$\varepsilon$的关系,满足胡克定律:$E = \sigma / \varepsilon$

重要提示!

本实例使用在实例Stone–Wales defects in nanotubes中构造的CNT结构。如果你还没有那样做,请先运行那个实例并构建CNT器件构象,或者直接下载Python脚本:stone_wales_cnt.py

CNT块体构象

打开VNL Builder, 使用 File ‣ Add ‣ From Files将之前保存的CNT构象导入Stash。注意到这个结构是一个中间区域有Stone–Wales缺陷的器件构象。

接下来,选中器件的Stash项(显示为高亮),点击按钮将其转化为块体构象(只是将器件电极移除),并使用Selection Tools ‣ Tags工具将纳米管两端的原子添加标签:

  • 使用鼠标将最左端的碳原子选中(显示为高亮)并将它们贴上标签“Left”。
  • 对最右端的碳原子做同样的操作,如下图所示。

这些标签将会被用来在分子动力学(MD)模拟中对结构施加约束。

为分子动力学模拟创建构象

添加Python挂钩

计算杨氏模量

可视化和结果分析

参考文献

atk/缺陷碳纳米管的杨氏模量.1474698557.txt.gz · 最后更改: 2016/09/24 14:29 由 nie.han

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