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化碳纳米管的激光诱导爆炸:非adiabatic和反应分子动力学模拟
Vitaly V Chaban1, Sougata Pal2, Oleg V Prezhdo2
1Instituto de Ciência e Tecnologia, Universidade Federal de São Paulo , São José dos Campos, 12231-280 São Paulo, Brazil.
Journal of the American Chemical Society
|December 15, 2016
概括
激光诱导的碳纳米管 (CNT) 的分解使新的医疗和军事应用成为可能. 这项研究详细介绍了聚酸的激光激活爆炸机制,
科学领域:
- 材料科学
- 化学物理
- 纳米技术
背景情况:
- 碳纳米管 (CNT) 在医学和能量材料方面具有潜力.
- 激光激活为CNT应用提供远程控制.
- 了解分解机制对于安全有效的使用至关重要.
研究的目的:
- 为了研究聚酸的激光启动分解.
- 解释爆炸过程的化学机制和时间尺度.
- 证明使用近红外光激活的可行性.
主要方法:
- 非平衡的,非adiabatic的分子动力学 (MD) 模拟.
- 实时依赖时间的紧密密度函数理论.
- 响应式MD模拟爆炸的动态.
主要成果:
- 光生成的刺激子迅速沉积能量,导致多CNTs的皮秒级加热.
- 爆炸温度高达4000K.
- 有或没有外部氧气发生分解,产生无毒的CO2和N2.
结论:
- 激光诱导的多CNT爆炸是可行的和快速的.
- 这种机制涉及快速的能量沉积和高温分解.
- 这一过程有潜力用于医学疗法和能量材料.
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