納米材料的螺旋生長（英文）

編號：NMJS04989

篇名：納米材料的螺旋生長（英文）

作者：陳偉； 李輝； 李云芳；

關鍵詞：納米材料； 螺旋生長； 分子動力學模擬； 碳納米管； 石墨烯納米帶； 石墨烯納米環(huán)；

機構： 材料液固結構演變與加工教育部重點實驗室,材料科學與工程學院,山東大學；

摘要： 因其獨特的結構特點,納米材料的螺旋生長一直備受關注。在本綜述中,主要采用分子動力學方法來模擬指定材料間的相互作用。模擬結果證明,石墨烯納米帶能夠自發(fā)螺旋嵌入碳納米管,亦能螺旋纏繞在碳納米管外壁,而這一結果已被實驗證實。同時,封閉的石墨烯納米環(huán)可填充到碳納米管空腔中形成類似DNA的雙螺旋結構,亦能螺旋塌陷在碳納米管外壁形成大螺距雙層螺旋結構。模擬發(fā)現(xiàn),石墨烯納米帶與石墨烯納米環(huán)均可螺旋纏繞在金屬納米線外壁形成碳-金屬殼核結構,這一機理可用于制備殼核復合結構。另外,我們論述了硅納米粒子在碳納米錐與碳納米管表面的螺旋形核機制。通過相互作用機制和熱力學模型的建立來進一步研究納米材料的螺旋生長。據(jù)推斷,螺旋結構具有最低的能量且具有最高的空間利用率。同時,實驗證明,極性面以及螺旋位錯的存在也可驅動晶體結晶過程中的螺旋生長。到目前,盡管涉及納米材料螺旋生長的研究非常廣泛,但還需要更詳實的后續(xù)研究來解釋螺旋生長的作用機制。