بررسي خواص مكانيكي گرافين عاملدار شده با هيدروژن با استفاده از شبيه سازي ديناميك مولكولي

Mechanical properties of hydrogen functionalized graphene: A molecular dynamics study

در اين مقاله، با استفاده از شبيه سازي ديناميك مولكولي، خواص مكانيكي گرافين عاملدار شده توسط هيدروژن بررسي شده است. استحكام كششي و مدول يانگ به دست آمده براي گرافين در تطابق خوبي با نتايج تجربي هستند. هيدروژن دار كردن گرافين تاثير قابل ملاحظه اي بر روي خواص مكانيكي گرافين دارد و مي تواند خواص مكانيكي گرافين را تعديل كند. اين تاثير در دو حالت پوشش هيدروژن به صورت نامنظم (كاتوره اي) و منظم بررسي شده است. مدول هاي يانگ و برشي، استحكام كششي و برشي و كرنش هاي شكست متناظر از جمله پارامترهايي هستند كه تاثير پوشش هيدروژن روي آنها بررسي شده است.

Molecular dynamics simulations have been performed to study the mechanical properties of hydrogen functionalized graphene. We find out that Young’s modulus and tensile strength of pristine graphene are in good agreement with experimental results. It is shown that hydrogen functionalization can considerably modify the mechanical properties of graphene. It is also found that the patterned or random hydrogen coverage have different effects on the mechanical properties of graphene. We study the mechanical properties of functionalized graphene under tension and shear deformations. Young’s and shear modulus, tensile and shear strengths and tensile and shear fracture strains are parameters that we have calculated in order to investigate the mechanical properties of hydrogen functionalized graphene.