В журнале Nanomaterials опубликованы результаты исследования торсионных свойств жгутов углеродных нанотрубок методом AIREBO в программном пакете LAMMPS. Исследование было проведено в коллаборации с членами научной группы доктора Хайфей Жана (Haifei Zhan) – научного сотрудника Чжэцзянского Университета (Ханчжоу, Китай).
В работе проведен систематический анализ торсионных свойств жгутов УНТ различной хиральности. Как правило, в таких жгутах наблюдается многоступенчатое разрушение вследствие неравномерного растягивающего напряжения, вызванного кручением. В первую очередь разрушаются внешние УНТ. Хиральность УНТ, отношение диаметров УНТ и их массовая плотность оказывают существенное влияние на торсионные свойства жгута. Установлено, что увеличения относительных диаметров УНТ отрицательно влияет на гравиметрическую плотность энергии (предел упругости) структуры жгута, но увеличивает модуль упругости. Различные морфологии упаковки жгута с одними и теми же компонентами вызывают 30-процентную разницу в гравиметрической плотности энергии, а также 16-процентную и 19-процентную разницу в пределе и модуле упругостей, соответственно. В частности, модуль упругости увеличивается с увеличением эффективного диаметра жгутов, а относительная разница модулей упругости для жгутов с разной массовой плотностью уменьшается с 73% до 53%. Кроме того, в жгутах на основе двустенных УНТ обнаружено отдельное разрушение внешней и внутренней стенок, что приводит к более низкой гравиметрической плотности энергии и пределу упругости, чем у жгутов на основе УНТ. Таким образом, эта работа дает всестороннее представление о влиянии микроструктуры на свойства кручения жгутов УНТ.
Отметим, что это первая совместная публикация научных групп профессора О.Е. Глуховой и доктора Жана. В будущем планируется подача гранта в научный фонд, спонсируемый министерством науки Китая.
Со статьей можно познакомиться на сайте: https://www.mdpi.com/2079-4991/12/5/760
