مطالعه نظری تأثیر آروماتیسیته و آنتی آروماتیسیته بر رفتار غیر عادی مکانیکی بعضی از نانو لوله های تک دیواره

در این تحقیق، عکس العمل نانو لوله های تک دیواره کربنی و بور نیترید به کرنش و همچنین رفتار صفحه های گرافنی و بور نیترید هگزاگونال در برابر لوله کردن در سطح b3lyp/6-31g مورد بررسی قرار گرفته است. آروماتیسیته حلقه های شش تایی در نانو لوله های کربنی و بور نیترید تک دیواره و همچنین صفحه های گرافنی و بور نیترید هگزاگونال توسط کمیت جابجایی شیمیایی مستقل از هسته (nics) در مرکز حلقه های مختلف در طول کرنش و لوله کردن برآورد شده است. تحلیل جمعیت توسط روش های اتم ها در مولکول (aim) و اوربیتال پیوندی طبیعی (nbo) روی توابع موج به دست آمده در سطح b3lyp/6-31g انجام شده است. نتایج نشان می دهد که در نانو لوله آرمچیر کربنی، تغییرات nics و خواص مکان شناسی چگالی الکترونی در نقاط بحرانی حلقه ها با تغییرات غیر عادی ساختار و انرژی در طول کرنش تا نقطه شکست کاملاً سازگار است. توانایی نانو لوله در نوآرایی ساختاری و کاهش آنتی آروماتیسیته حلقه ها به نانو لوله کمک می کند تا کرنش های بیشتری را تحمل کند. در نانو لوله زیگزاگ کربنی و نانو لوله های آرمچیر و زیگزاگ بور نیترید، تغییرات پارامترهای ساختاری و داده های انرژی در طول کرنش در توافق با نتایج آنالیز aim، nbo و nics هستند. در مدل سازی از طریق لوله کردن صفحه های گرافنی و بور نیترید هگزاگونال مشاهده می شود که نانو لوله های بور نیترید از نانو لوله های کربنی با همان ابعاد پایدارتر هستند. همچنین پیش بینی می شود که اگر چه نانو لوله ها ی زیگزاگ از نانو لوله ها ی آرمچیر با همان ابعاد پایدارتر هستند، ولی این اختلاف پایداری برای نانو لوله های بور نیترید بسیار کوچکتر از نانو لوله های کربنی است. در مدل سازی نانو لوله های آرمچیر و زیگزاگ کربنی، تغییر در شیب تغییرات e در برابر r (تغییر در فاصله اتم های انتهایی) با جهش در منحنی el-h (شکاف انرژی بین پایین ترین اوربیتال مولکولی اشغال نشده (l) و بالاترین اوربیتال مولکولی اشغال شده (h)، el-h = el-eh) در برابر r همراه است. در مدل سازی نانو لوله ها ی آرمچیر بور نیترید، افزایش انرژی با کاهش el-h همراه است، به طوری که تغییر شیب در منحنی e در برابر r و جهش در منحنی el-h در برابر r مشاهده نمی شود. برای نانو لوله زیگزاگ افزایش e با افزایش شکاف el-h همراه است.