分子模拟在非常规油气开发中的应用

非常规油气资源储量丰富,具有广阔的开发前景.我国低渗/特低渗油藏以陆相沉积为主,储层特征差异性大,孔喉细小,孔隙度低,可动原油气大量储集于亚微米孔隙中,开采难度大,采收率低.岩油界面微观力学作用和限域传质力学机理是其中的关键科学问题.近年来,分子模拟技术在非常规油气开采的研究领域已经成为一种重要的研究手段.本文介绍了分...     

Elastic Interaction between a String of Cells and an Individual Cell

The elastic interaction between a string of cells and an individual cell on an elastic substrate is investigated numerically using the force-dipole model. This interaction is found to be of short range, and the cut-off distance is about 1.4 times of the length of the cell. The energy-minimization distance is about half the cellular length. The specific relationship between the cellular reorientation and the cellular position are obtained quantitatively. A critical distance is found, and the cellular orientation has an abrupt change at this transition point.     

石墨烯类二维材料的质子输运特性

石墨烯作为一种最典型的二维材料,自2004年问世以来在各个领域均得到了广泛的关注,很快地成为科学研究的焦点。跟石墨烯类似的二维材料还包括氮化硼(hexagonal boron nitride,hBN)及二硫化钼(molybdenum disulphide, MoS₂)等等。它们的共同点是,原子在二维平面内按照六角形网状结构排布,垂直于该平面方向上只有一个原子层的厚度(单层二硫化钼是三层原子的厚度)。近期研究发现,氧化石墨烯薄膜不仅具有隔气透水的特殊性能,而且在离子过滤及输运方面,表现出灵敏的尺寸选择性和超级快速的特点。另一方面,实验研究表明,完美的石墨烯片可以阻止包括最小的单原子气体分子——氦气在内的所有气体穿过。之前的理论计算表明,质子要穿过完美石墨烯需要克服较大的能垒,或者说,需要非常长的时间。然而最近的研究成果表明,石墨烯等二维材料可以作为良好的质子传导膜。这些新发现不仅在基础科学研究方面展现出独特的创新意义,而且将在工业应用层面上引领新的技术革命浪潮。     

石墨烯及其复合材料纳米力学研究进展

石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶体,是目前已知最薄但却有着极高强度的纳米材料.由于在强度、导热性、电子输运和光学上显示出不同寻常的特性,石墨烯迅速成为材料科学、物理、化学和力学等学科的研究热点.与此同时,石墨烯复合材料的研究也迅速兴起.论文综述了近年来石墨烯及其复合材料的力学特性的研究进展.根据力学行为的差异,我们主要阐述了石墨烯面内力学特性、离面力学特性、原子尺度修饰和石墨烯复合材料力学特性的研究进展:石墨烯的面内拉伸力学特性通过纳米压痕等技术得到了测量,其断裂行为在微纳尺度下不能完全使用连续介质力学模型进行解释,在多层石墨烯情况下会出现超润滑现象;石墨烯的可控离面位移对于改变其物理特性有重要的意义,石墨烯上的屈曲受到手性和尺度的影响,在高频器件中存在着非连续性的离面响应;适当的原子尺度修饰可以改善石墨烯的拉伸和扭转力学特性;石墨烯可以改善复合材料的力学特性,如提高强度、韧性等,其主要强化效应是通过与基体材料的离面、面内力学行为结合产生的.最后,论文对石墨烯及其复合材料的力学研究进行了总结和展望.