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カーボンナノチューブの塑性変形の制御と塑性変形シミュレーターの構築

碳纳米管塑性变形的控制及塑性变形模拟器的构建

基本信息

批准号：
17760082
负责人：
尾方成信
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

カーボンナノチューブの塑性変形を制御するための基礎的知見である、ナノチューブ中で起こる塑性変形のプロセスの詳細と、塑性変形を実現するために必要な外的条件を、シミュレーションによるエネルギー論的な考察に基づいて得た。具体的な手法としては、ボンドオーダー原子間ポテンシャルに基づく最小反応エネルギー経路探索法(Nudged Elastic Band法)を用いた。その結果、単層カーボンナノチューブ中で起こる結合の回転が塑性変形の素過程であることを見出し、この結合の回転が継続的に起こることで結果として永久的に曲がったナノチューブができることを示した。また、この結合の回転が継続的に起こるためには、熱的に活性化するだけでは十分ではなく、熱とともにナノチューブに曲げを生じさせるような力学的外部負荷を加えることにより始めて実現できることを示した。熱と力学負荷はともに重要であり、力学負荷だけでも塑性変形は生じず、熱を加えずに負荷だけをかけると弾性的に座屈してしまい、塑性変形が起こらないことを示した。本理論を用いることでカーボンナノチューブの塑性変形を制御することが可能となった。そして、これら一連の解析を容易に実行できるように塑性変形シミュレーターを作成した。また、本理論を単層だけでなく2層以上の層を有する多層カーボンナノチューブにも適用し、多層カーボンナノチューブの塑性変形をコントロールする条件を明らかにした。さらには塑性変形したナノチューブの熱伝導率を求めた。

Basic plastic shaping知见である、ナノチューブ中でこるplastic変shapedのプロセスのDetailed information, plastic deformation, non-necessary conditions, etc.ュレーションによるエネルギー论なbaseにづいて得た. The specific な technique is としては, ボンドオーダー atomic ポテンシャルにづく minimum reaction エネルギー経 path exploration method (Nudged Elastic Band method) is used.その results, single layer カーボンナノチューブ中でriseこるcombinationの転がplastic changeformのprimary processであることを见出し,こThe result of the combination is the permanent song of the song.また, この合の転が継続的に出こるためには, 热にactivation するだけでは十ではなく, 热とともにナノチューブにquげを生じさせるようなMechanical external load を加えることにより开めて実出できることをshowした. Thermal and mechanical load is important, the mechanical load is plastic deformation, and the thermal load is added. The load is good, the elasticity is good, the elasticity is good, and the plastic shape is good. This theory can be used to control the plastic shape of the plastic いることでカーボンナノチューのplastic shape.そして、これら一连のanalyticをeasyに実行できるようにplastic 剉shapedシミュレーターを成した.また、This theory is suitable for single layer だけでなく2 layers or more and multi-layer カーボンナノチューブにもUse multi-layer カーボンナノチューブのplastic shape をコントロールするconditions を明らかにした.さらにはplastic shape したナノチューブの thermal conductivity をQuestion めた.