بررسي اثر عيوب ساختار اتمي بر ضريب انبساط حرارتي نانولوله كربني زيگزاگ و آرمچير به روش ديناميك مولكولي

خواص مكانيكي و فيزيكي نانولوله‌هاي كربني به اندازه و ساختار اتمي وابسته است. تعيين دقيق خواص نانولوله‌هاي كربني از جمله ضريب انبساط گرمايي به دليل محدوديت‌هاي روش‌هاي آزمايشگاهي به لحاظ عملي با مشكلاتي توأم است. در اين مطالعه از روش ديناميك مولكولي براي بررسي ضريب انبساط حرارتي در تعدادي از نمونه‌هاي نانولوله كربني كه داراي قطر متفاوت و ساختار آرمچير و زيگزاگ هستند، استفاده شده است. همچنين اثر عيوب ساختار اتمي شامل عيب استون والس و جاي خالي بر ضريب انبساط حرارتي و خواص الاستيك مكانيكي طولي نانولوله كربني مورد بررسي قرار گرفته است. تابع پتانسيل مورد استفاده در شبيه‌سازي COMPASS بوده است. نتايج به‌دست‌آمده نشان مي‌دهد كه اندازه و نوع ساختار نانولوله كربني بر مقدار ضريب انبساط حرارتي مؤثر است. ضريب انبساط حرارتي براي نانولوله كربني (7 و 7) در دماي 800 كلوين برابر با K1 6.34  محاسبه شده است كه تطبيق خوبي با نتايج مطالعات آزمايشگاهي در ساير مطالعات نشان مي‌دهد. نتايج حاصل نشان مي‌دهد كه وجود عيوب ساختار اتمي عيب جاي خالي بازسازي نشده، در بيشتر موارد باعث افزايش ضريب انبساط حرارتي شده است كه اين افزايش در نانولوله كربني (0 و 7) برابر با 65% بوده است. عيب جاي خالي بيشتر از عيب استون والس در تغييرات ضريب انبساط حرارتي مؤثر است. نتايج نشان مي‌دهد خواص الاستيك نيز در نمونه مورد بررسي در اثر وجود عيب جاي خالي در راستاي طولي به اندازه 22% نسبت به نمونه بدون عيب تضعيف شده است.