单壁碳纳米管手性角对声子振动频率的影响

报道了用卷曲法对一系列手性单壁碳纳米管计及卷曲效应声子振动谱的计算结果.基于实际的数值计算，讨论了Brillouin区中心Γ点手性管晶格振动模的分类；得出了其12个非简并的本征频率与手性和管径的关系. 关键词： 单壁碳纳米管 手性管 振动模式     

单壁手性碳纳米管Γ点E1和E2振动模式

在卷曲法计算得到的单壁碳纳米管12个非简并的本征频率与手性和管径关系的基础上,继续讨论了简并的本征频率中E1和E2的振动模式,以及其频率与手性和管径的关系.     

单壁碳纳米管杨氏模量的掺杂效应

用分子动力学方法研究了N,O,Si,P,S等5种杂质对扶手椅型(5，5)和锯齿型(9，0)单壁碳纳米管杨氏模量的影响.结果表明：直径为0.678和0.704 nm的扶手椅型(5，5)和锯齿型(9，0)碳纳米管在无掺杂时其杨氏模量分别为948和804 GPa.在掺杂浓度10％以下，碳纳米管的拉伸杨氏模量均随掺杂浓度增加近似呈线性下降规律，下降率以Si掺杂最大，N掺杂最小.对与C同周期的元素掺杂，随原子序数增加碳纳米管的杨氏模量下降率增大；与C不同周期的元素掺杂，碳纳米管的杨氏模量随掺杂浓度增加下降率更大，但 关键词： 碳纳米管 杂质 杨氏模量 分子动力学方法     

单壁碳纳米管受压屈曲行为的数值模拟

采用以Tersoff Brenner势函数来描述碳纳米管中碳原子间的相互作用的分子动力学方法,模拟了单壁 碳纳米管(SWCNTs)的受压屈曲行为.计算结果表明,单壁碳纳米管的杨氏模量随着管径的增大而减小;碳纳米 管屈曲的临界应力和临界应变与碳纳米管细长比有关,不同的细长比决定了碳纳米管结构不同的屈曲模态;碳纳 米管的受压屈曲机理和连续介质力学中柱体壳的受压屈曲理论随细长比的不同而存在一些异同.     

单壁碳纳米管：纳米发电机和纳米马达

简要回顾了单壁碳纳米管的发现及研究现状,介绍了一种新颖的悬空单壁碳纳米管的制备方法;在此基础上,通过新的一种四电极方法,用实验证明水分子可以进入两端开口的单壁碳纳米管内,由于水分子偶极子与碳纳米管中载流子的相互产生相互耦合作用,载流子的定向运动（电流）可以使水产生定向运动（纳米马达）;同时,水的运动又会使碳纳米管中的载流子产生定向运动而产生一个电动势（纳米发电机）.     

单壁手性碳纳米管Γ点E1和E2振动模式

在卷曲法计算得到的单壁碳纳米管12个非简并的本征频率与手性和管径关系的基础上，继续讨论了简并的本征频率中E₁和E₂的振动模式，以及其频率与手性和管径的关系. 关键词： 单壁碳纳米管 手性管 振动模式.     

单壁碳纳米管:纳米发电机和纳米马达

简要回顾了单壁碳纳米管的发现及研究现状,介绍了一种新颖的悬空单壁碳纳米管的制备方法;在此基础上,通过新的一种四电极方法,用实验证明水分子可以进入两端开口的单壁碳纳米管内,由于水分子偶极子与碳纳米管中载流子的相互产生相互耦合作用,载流子的定向运动(电流)可以使水产生定向运动(纳米马达);同时,水的运动又会使碳纳米管中的载流子产生定向运动而产生一个电动势(纳米发电机).     

单壁碳纳米管储氢的第一原理分子动力学模拟

本文用第一性原理平面波赝势方法模拟研究了手性单壁碳纳米管与氢分子的相互作用,考察了碳纳米管直径对储氢性能的影响.对单壁碳纳米管储氢的模拟结果表明:(1)物理吸附时,H2可以吸附在空腔内,也可以吸附在管与管之间的空隙中,纳米管内部的氢吸附力均高于管外,而“完好无损”的H2分子不能够穿过管壁而进入管内.(2)化学吸附时,碳纳米管对氢的吸附首先出现在管的边缘附近,碳纳米管局部会发生形变,SWCNTs的张力会随C-H键的增加而增大,系统不稳定.(3)随着直径的增加,纳米管内、外的氢吸附力差异减小.     

单壁碳纳米管储氢的第一原理分子动力学模拟

本文用第一性原理平面波赝势方法模拟研究了手性单壁碳纳米管与氢分子的相互作用,考察了碳纳米管直径对储氢性能的影响。对单壁碳纳米管储氢的模拟结果表明: (1)物理吸附时,H2可以吸附在空腔内,也可以吸附在管与管之间的空隙中,纳米管内部的氢吸附力均高于管外,而“完好无损”的H2分子不能够穿过管壁而进入管内。(2)化学吸附时,碳纳米管对氢的吸附首先出现在管的边缘附近,碳纳米管局部会发生形变,SWCNTs的张力会随C-H键的增加而增大,系统不稳定。（3）随着直径的增加,纳米管内、外的氢吸附力差异减小。     

单壁碳纳米管的高压拉曼研究

采用金刚石对顶砧装置对直径分布在1.3 nm左右的单壁碳纳米管进行了高压拉曼光谱研究.实验结果表明随压力的增加碳管的截面形状发生了由圆到椭圆再到扁平的变化,这和我们之前的研究结果一致.从31 GPa卸压至常压后碳管的结构得到了较好的保持,这个压力值明显高于传统的Sp2键结构的碳材料所能稳定存在的压力范围(20 GPa以...     

高温下单壁碳纳米管的拉曼光谱研究

本文采用对样品进行直接加热和测温的方法,对单壁碳纳米管(SWNT)高温下的拉曼光谱进行了研究。在不同的激发波长下,观测了SWNT拉曼光谱的切向振动模频率随温度的变化,发现其频率随温度增加而降低,基本呈线性变化,温度系数约-0.014cm-1/K。不同的激发波长下,切向振动模频率随温度的变化行为基本一致。     

基于第一性原理研究单壁碳纳米管的力学性质

用基于第一性原理的Crysta103软件中的Hartree-Fock近似和密度泛函与Hartree-Fock混合近似两种方法计算一系列碳纳米管的杨氏模量,对两种近似方法的计算结果进行比较.Hatree-Fock近似计算的杨氏模量与实验和其它理论结果符合较好;密度泛函和Hartree-Fock混合近似计算的杨氏模量偏小,...     

Poly(Butylene Terephthalate)/Single Wall Carbon Nanotubes Composite Nanofibers by Electrospinning

Poly(buthylene terephthalate)(PBT)/single wall carbon nanotubes (SWCNTs) composite nanofibers were prepared by electrospinning. The effect of carbon nanotubes on the morphology, crystallization, and mechanical properties of the electrospun composite nanofibers were investigated by SEM, DSC, and tensile testing, respectively. SEM observations indicated that the presence of SWCNTs resulted in finer nanofibers for lower loading; however, a broader distribution, especially for the higher diameter ranges was found for nanofibers with higher amounts of carbon nanotubes. SWCNTs accelerated crystallization and acted as a nucleating agent; the degree of crystallinity increased with increasing content of SWCNTs, followed by a moderate decrease at higher content. Specific tensile strength and modulus of the PBT/SWCNTs composite nanofibers mats were higher than that of neat PBT nanofibers mat. However, the elongation at break of composite nanofibers mats was lower than that of the neat PBT nanofibers mat.     

单壁碳纳米管声子谱计算

本文对单壁碳纳米管的结构对称性进行分析,并对其晶格振动模对称性进行分类。计算单壁碳纳米管的声子谱,给出了直径在0.7～10.0nm范围内的碳纳米管的拉曼活性和红外活性振动模的频率。     

单壁碳纳米管能带及其电子特性研究

从能带理论出发,采用电子紧束缚能量色散关系,推导锯齿,扶手椅和手性单壁碳纳米管(SWCNT)的电子能带结构表达式,指出单壁碳纳米管或为金属或为半导体的判据。结果表示:单壁碳纳米管的电子结构与其几何结构密切相关,如扶手椅型单壁碳纳米管是金属性的,而对其它类型的单壁碳纳米管是与碳纳米管的手性指数有关,只有手性指数n和m的差别等于3的倍数时,单壁碳纳米管是金属性的,否则会显出有带隙的半导体特性。这意味着单壁碳纳米管是由特殊的电子传输和光学性质,在纳米电子学领域具有巨大的潜在应用价值。     

Numerical distortion and effects of thermostat in molecular dynamics simulations of single-walled carbon nanotubes

In this paper, single-walled carbon nanotubes （SWCNTs） are studied through molecular dynamics （MD） simulation. The simulations are performed at temperatures of 1 and 300K separately, with atomic interactions characterized by the second Reactive Empirical Bond Order （REBO） potential, and temperature controlled by a certain thermostat, i.e. by separately using the velocity scaling, the Berendsen scheme, the Nose-Hoover scheme, and the generalized Langevin scheme. Results for a （5,5） SWCNT with a length of 24.5 nm show apparent distortions in nanotube configuration, which can further enter into periodic vibrations, except in simulations using the generalized Langevin thermostat, which is ascribed to periodic boundary conditions used in simulation. The periodic boundary conditions may implicitly be applied in the form of an inconsistent constraint along the axis of the nanotube. The combination of the inconsistent constraint with the cumulative errors in calculation causes the distortions of nanotubes. When the generalized Langevin thermostat is applied, inconsistently distributed errors are dispersed by the random forces, and so the distortions and vibrations disappear. This speculation is confirmed by simulation in the case without periodic boundary conditions, where no apparent distortion and vibration occur. It is also revealed that numerically induced distortions and vibrations occur only in simulation of nanotubes with a small diameter and a large length-to-diameter ratio. When MD simulation is applied to a system with a particular geometry, attention should be paid to avoiding the numerical distortion and the result infidelity.     

粗糙微通道内液体流动的多尺度耦合模拟

采用分子动力学与有限容积法多尺度耦合算法对粗糙微通道内的液体Poiseuille流动进行了模拟。分析了粗糙元高度、分布以及几何形状对通道内流动速度和边界滑移长度的影响。结果表明：随着粗糙元高度的增加,流动速度和粗糙元间隙底部壁面上滑移长度均减小;粗糙元分布越密或不同几何形状粗糙元所对应的固壁原子数越多,滑移长度越小,但...     

单壁碳纳米管RBM的拉曼光谱研究

在室温下首次观察到碳纳米管的27条径向呼吸振动拉曼峰,并且通过与理论值对照,对其进行了初步标定。所观测到的径向呼吸振动模数目是迄今最多的。     

Melting Heat in Radiative Flow of Carbon Nanotubes with Homogeneous-Heterogeneous Reactions

The present article provides mathematical modeling for melting heat and thermal radiation in stagnationpoint flow of carbon nanotubes towards a nonlinear stretchable surface of variable thickness. The process of homogeneousheterogeneous reactions is considered. Diffusion coefficients are considered equal for both reactant and autocatalyst.Water and gasoline oil are taken as base fluids. The conversion of partial differential system to ordinary differential system is done by suitable transformations. Optimal homotopy technique is employed for the solutions development of velocity, temperature, concentration, skin friction and local Nusselt number. Graphical results for various values of pertinent parameters are displayed and discussed. Our results indicate that the skin friction coefficient and local Nusselt number are enhanced for larger values of nanoparticles volume fraction.     

手性碳纳米管能带特性的研究

探讨手性（chiral)单层碳纳米管（SWNTs)电子结构的主要特点。提出了确定与Fermi能级EF＝0相交或相近的子能带指数J及相关的波矢ky值的方法。并直接从A－B效应出发。导出了任意手性角的SWNTs在磁场中发生金属－半导体连续转换的条件,同时对其能隙变化规律进行了详细讨论。