一维纳米孔道材料中扩散的分子动力学模拟

【摘要】：一维纳米材料因为其尺寸原因，在电、光、磁等方面表现出不同于宏观材料的独特性质。对它的研究，具有十分重要的意义。随着分子动力学模拟技术的快速发展，分子动力学计算已广泛地应用于材料学、物理、化学、生物和医药等各个领域。通过对分子动力学模拟计算得到的结果进行分析，可以得到一些实验无法获得的信息，对揭示理论机理起着非常重要的作用。 利用分子动力学模拟方法对乙烷分子在一维纳米孔道中扩散行为进行了模拟，主要是乙烷分子在单壁碳纳米管和VET分子筛的一维形态中的扩散行为。分析模拟结果发现： 1、当碳纳米管的直径相同时，碳纳米管的类型不影响乙烷在单壁碳纳米管中的扩散，都为正常扩散； 2、随着碳纳米管直径的增大，乙烷的方均位移随之增大，径向分布函数的峰值随之增大；但乙烷在不同直径的碳纳米管中的扩散却相同，都为正常扩散； 3、随着负载量的增大，通过分析扩散指数α得知：乙烷在VET分子筛中的扩散由正常扩散转变一种过渡扩散（处于正常扩散和单队列扩散之间），之后又转变为正常扩散； 4、通过统计通过事件的数目和观测乙烷团簇的运动是确定乙烷在VET分子筛的扩散不是单队列扩散。