بررسی خواص مکانیکی صفحات گرافین عاملدار شده به روش شبیه سازی دینامیک مولکولی

گرافین ساختاری دو بعدی از اتمهای کربن است که دارای خواص الکترونیک، شیمیایی، حرارتی و مکانیکی ویژه ای است. مدولهای یانگ و برشی، استحکامهای کششی و برشی و کرنشهای شکست کششی و برشی برای گرافین در دو راستای آرمچیر و زیگزاگ محاسبه شده اند. نتایج بدست آمده تطابق خوبی با نتایج تجربی دارند. همچنین تاثیرات نرخ بارگذاری؛ دمای شبیه سازی در دماهای مختلف بیانگر وابستگی استحکام شکست کششی و برشی و کرنشهای متناظر به دما است. با روش شبیه سازی دینامیکی مولکولی، تاثیر عاملدار کردن گرافین توسط هیدروژن بررسی شده و نشان می دهد که با افزایش درصد پوشش هیدروژن، مدولهای یانگ و برشی، استحکامهای کششی و برشی و کرنشهای متناظر کاهش می یابند. پوشش هیدروژن در دو حالت کاتوره ای و منظم بررسی گردید و نشان داد که نحوه توزیع پوشش هیدروژن در یک مقدار ثابت، خواص مکانیکی گرافین را تغییر می دهد. نتایج نشان می دهد که چنانچه پوشش هیدروژن منظم هیدروژن در راستای عمود بر کشش باشد، نسبت به حالتی که توزیع منظم هیدروژن موازی راستای کشش باشد، خواص مکانیکی بیشتر تغییر می کند که عکس این حالت در خواص برشی رخ می دهد. بررسی پوشش هیدروژن در دو راستای آرمچیر و زیگزاگ در دماهای مختلف نشان میدهد که خواص مکانیکی با افزایش دما کاهش می یابد.