Ar掺杂碳纳米豆荚的力学性能研究

"本文主要研究了Ar掺杂对碳纳米豆荚压缩与拉伸力学特性的影响，通过分子动力学模拟，分析了不同掺杂形式和掺杂量对纳米豆荚性能的改变。" 在2007年的一项研究中，作者沈海军探讨了Ar掺杂对碳纳米豆荚力学性能的影响。这项研究聚焦于C60富勒烯外部、内部以及内外同时掺杂Ar原子的碳纳米豆荚，利用分子动力学的方法进行模拟实验，以观察其在压缩和拉伸条件下的行为。 首先，研究发现Ar的掺杂可以增强碳纳米豆荚的压缩力学特性。随着Ar掺杂量的增加，纳米豆荚的压缩性能得到进一步提升。具体来说，当C60富勒烯内部和外部同时掺杂Ar原子时，纳米豆荚的承压能力最佳，其次为仅内部掺杂的情况，而仅外部掺杂的情况则再次之。这表明Ar原子在纳米豆荚结构中的分布位置对其力学性能有着显著影响。 然而，对于拉伸力学特性，Ar的掺杂形式和量并未显示出显著的影响。这可能是因为在拉伸过程中，Ar原子的掺杂并未对纳米豆荚的结构稳定性产生决定性作用，或者其影响被其他因素如分子间的相互作用所抵消。 这项研究的重要性在于，它扩展了我们对纳米材料改性理解，特别是如何通过掺杂惰性气体原子来优化其力学性能。这对于纳米材料的设计和应用，尤其是在需要承受高压或需要特定力学性能的场合，如航空航天、纳米机械系统或高性能复合材料，提供了理论指导。 该研究由南京航空航天大学科研创新基金资助，并发表在《计算力学学报》上，对纳米碳管和富勒烯的研究领域产生了积极影响。尽管已有关于惰性气体掺杂纳米碳管的研究，但这是首次针对碳纳米豆荚进行的相关探索，填补了这一领域的空白，为进一步研究惰性气体掺杂对纳米结构材料性能的影响提供了新视角。