拉伸过程中晶向对银单原子线形成几率影响的分子动力学模拟

采用基于原子镶嵌势函数的分子动力学方法, 模拟了银纳米线沿[100]、[110]和[111]晶向拉伸过程中的空间原子结构和性能. 研究结果表明不同晶向的材料力学性质有显著不同, 屈服应力按照[111]、[110]和[100]依次降低. 从形变位图观察到纳米线在断裂前形成单原子线排列. 由900个分子动力学模拟样本统计得出沿三个晶向形成单原子线的几率, 其中沿[111]晶向形成单原子线的几率明显高于其他两个晶向. 本文从形变机理阐述了单原子线生成几率与晶向的依赖关系.     

单晶铜纳米线的形变行为对温度和速率的依赖关系

本文采用分子动力学模拟的方法,分别考察了应变速率为0.02%·ps-1,0.2%·ps-1和2%·ps-1,温度为100,300和600 K下的[100]单晶铜纳米线的单轴拉伸形变行为。通过纳米线在形变过程中的原子排布,机械性质,径向分布函数和能量曲线分析,可得出纳米线的低速,中速,快速拉伸形变分别对应于原子的平衡态,准平衡态和非平衡态运动;纳米线的低温,常温,高温拉伸形变分别对应于原子的结晶态,局域无序和非晶态的运动。     

中空铜纳米线的拉伸断裂分布与初始滑移分布的关系

构建了系列球形中空结构的纳米线(NW),采用分子动力学(MD)对每个模型300个不同初始态的样本开展拉伸形变模拟。并利用基于密度的噪声应用空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)机器学习算法,获得了初始滑移面的位置。基于大数据统计,分析了初始滑移位置分布以及断裂位置分布两者之间的相关性。研究结果表明：当内部中空半径较小时,断裂位置分布形成于塑性形变阶段,初始滑移分布与断裂位置分布之间无显著的相关性;但是对于脆性特征明显的大中空半径的NW,高能内表面诱导产生的滑移面迅速积累,产生颈缩并导致最终的断裂。因此当内部中空结构达到一定尺寸时初始滑移位置的分布与最终断裂位置的分布之间有明确的因果关系。     

利用傅立叶变换研究铜双晶纳米线的断裂行为

利用超大规模分子动力学模拟程序研究了[111]||[110]双晶铜纳米线的拉伸断裂行为. 针对样品的周期性结构, 开发了离散傅立叶变换进行晶体特征分析的技术. 通过转换实空间的原子密度分布函数, 得到振幅-频率图和归一化的长轴原子密度分布图. 这两种处理方法提供了晶体取向和结晶状态的信息, 其中振幅-频率图适合描述大范围的晶体特征, 而归一化长轴的原子密度分布则反映了局部的细节. 利用该方法, 考察了不同拉伸时刻[111]||[110]双晶铜材料的晶体取向和结晶状态. 在拉伸过程中, 从振幅-频率图可以观察到4.78 nm-1处的[111]特征峰和7.81 nm-1处的[110]特征峰发生了低频移动和峰形变宽的现象; 同时在断裂时刻观察到了5.50 nm-1处的[100]特征峰. 证明[111]||[110]铜双晶纳米线在拉伸形变过程中发生了界面融合, 同时界面层原子向[100]晶向的转变, 最终导致了双晶纳米线在[111]晶向一侧断裂. 傅立叶变换晶体分析技术在纳米材料和器件的研究中可以发挥积极的作用.     

中空铜纳米线的拉伸断裂分布与初始滑移分布的关系

构建了系列球形中空结构的纳米线(NW)，采用分子动力学(MD)对每个模型300个不同初始态的样本开展拉伸形变模拟。并利用基于密度的噪声应用空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise，DBSCAN)机器学习算法，获得了初始滑移面的位置。基于大数据统计，分析了初始滑移位置分布以及断裂位置分布两者之间的相关性。研究结果表明：当内部中空半径较小时，断裂位置分布形成于塑性形变阶段，初始滑移分布与断裂位置分布之间无显著的相关性；但是对于脆性特征明显的大中空半径的NW，高能内表面诱导产生的滑移面迅速积累，产生颈缩并导致最终的断裂。因此当内部中空结构达到一定尺寸时初始滑移位置的分布与最终断裂位置的分布之间有明确的因果关系。     

分子印迹整体柱的制备、分类与应用

分子印迹整体柱在分离科学领域获得广泛应用,能够用于萃取分离有机小分子、特异性识别金属离子和蛋白质分离。本文综述了分子印迹整体柱的印迹策略、材料分类与应用,重点介绍了新型的分子印迹整体柱,并从特异性、分离效率、快速检测等方面讨论了分子印迹整体柱目前面临的挑战,展望了其发展前景和方向。