بررسی خواص ذوب نانوخوشه ی نقره قرار گرفته روی نانولوله ی کربنی با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی

در این پروژه، ما خواص ذوب نانوخوشه های نقره قرار گرفته روی دو نوع سوبسترا، نانولوله کربنی تک ‏دیواره (swcnt) و گرافیت دو لایه ایستا، و همچنین جذب سطحی گاز روی آن ها را با استفاده از شبیه ‏سازی دینامیک مولکولی کلاسیک بررسی کردیم. پتانسیل چند ذره ای ساتن-چن کوانتومی (qsc) برای توصیف برهمکنش های فلز-فلز مورد استفاده قرار گرفت. برای سایر برهمکنش ها از پتانسیل دو ذره ای لنارد-جونز (lj) استفاده شد. این پروژه به دو بخش تقسیم شد، بخش ذوب و بخش جذب سطحی گازها. در بخش ذوب، ابتدا نانوخوشه ها در محدوده دمایی 100 تا k1700 با گام های k100 حرارت داده شدند، سپس در همان گستره دمایی و با همان گام ها سرد شدند. نقطه ذوب نانوخوشه ها با استفاده از منحنی های انرژی پتانسیل، ظرفیت گرمایی ویژه، پارامترهای تغییر شکل و دانسیته مقطعی تشخیص داده شدند. همچنین، تغییرات ساختاری نانوخوشه ها با چند روش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که نقطه ذوب نانوخوشه ها بسیار پایین تر از نقطه ذوب بالک نقره است. همچنین، نقطه ذوب نانوخوشه ها با کاهش اندازه آن ها کاهش می‏ یابد. بعلاوه، تغییرات ساختاری ناشی از دما برگشت ناپذیر هستند. در بخش جذب سطحی گازها، پنج فاز گازی مختلف به سیستم ها اضافه شدند. جذب سطحی به صورت تابعی از فشار، دما، اندازه نانوخوشه و نوع گاز مورد بررسی قرار گرفت. بعلاوه، اثرات فاز گازی روی ساختار و خواص دینامیکی نانوخوشه ها بررسی شدند. نتایج ثابت کردند که همدماهای جذب سطحی از همدمای نوع i لانگمویر پیروی می کنند، و مقدار جذب سطحی با افزایش دما کاهش می یابد. فاز گازی سبب می ‏شود تا لایه در تماس با سوبسترا توسعه پیدا کند، همچنین این تغییرات ساختاری به شدت برگشت ناپذیر هستند. فاز گازی به طور قابل ملاحظه ای نفوذ نانوخوشه ها را در دمای پایین و فشار بالا تغییر می دهد.