Mechanical properties of mesoporous ceria nanoarchitectures.
Mechanical properties of mesoporous ceria nanoarchitectures.
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介孔二氧化铈纳米结构的机械性能。
DOI：
10.1039/c4cp03526g
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发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Sayle TX
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sayle TX
建筑构造被设计成赋予理想的机械性能，以促进跨越一千米的桥梁和近1公里高的建筑物。然而，同样的“工程规则”是否适用于纳米尺度，即建筑特征的尺寸小于0.0001毫米？在这里，我们计算的多孔陶瓷功能材料，二氧化铈，作为其纳米结构的函数，使用分子动力学模拟的机械性能，并预测其屈服强度是几乎两个数量级高于母体散装材料。特别是，我们生成模型的纳米多孔二氧化铈与六边形或立方体阵列的一维孔，并模拟其对机械载荷的响应。我们发现，机械性能是严重依赖于晶体结构（对称性，方向）和孔隙结构（对称性，方向）之间的取向。
Architectural constructs are engineered to impart desirable mechanical properties facilitating bridges spanning a thousand meters and buildings nearly 1 km in height. However, do the same ‘engineering-rules’ translate to the nanoscale, where the architectural features are less than 0.0001 mm in size? Here, we calculate the mechanical properties of a porous ceramic functional material, ceria, as a function of its nanoarchitecture using molecular dynamics simulation and predict its yield strength to be almost two orders of magnitude higher than the parent bulk material. In particular, we generate models of nanoporous ceria with either a hexagonal or cubic array of one-dimensional pores and simulate their responses to mechanical load. We find that the mechanical properties are critically dependent upon the orientation between the crystal structure (symmetry, direction) and the pore structure (symmetry, direction).
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