水分子在碳納米管中的擴(kuò)散模擬研究.pdf

1、(1)碳納米管是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的一維量子材料。碳納米管由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能，是理想的一維模型材料。近些年隨著碳納米管及納米材料研究的深入其廣闊的應(yīng)用前景也不斷地展現(xiàn)出來.本文主要研究了受限于碳納米管中的水分子的微觀結(jié)構(gòu)和動態(tài)性質(zhì)。
　　本文在不同溫度下分別模擬了(8,8)(9,9)(10,10)(11,11)(12,12)扶手椅型碳納米管中水的結(jié)構(gòu)和擴(kuò)散，主要模擬結(jié)論為：
　　(1)在溫度為

2、300K的(8,8)型碳納米管中水分子形成了規(guī)則的四邊形結(jié)構(gòu)，再現(xiàn)了AlbertoStriolo的研究結(jié)果。其余的管徑和溫度下水分子都沒出現(xiàn)諸如正六邊形、螺旋狀的結(jié)構(gòu)。
　　(2)不同管徑中水分子的徑向分布函數(shù)表明，隨著管徑的增大水分子的受限效應(yīng)逐漸減弱，水分子平均氫鍵的數(shù)目逐漸增大。從（8,8）管中的平均2.10個氫鍵到(12,12)管中的2.56，逐漸接近2.6個體相水的氫鍵數(shù)目。
　　(3)水在碳納米管中的擴(kuò)散系數(shù)計算