分子动力学模拟洞察到自愈聚合物纳米复合材料的拓结构依赖性
Wei Shang1, Guanyi Hou1, Runhan Ren1
1College of Chemistry and Materials Engineering, Beijing Technology and Business University, Beijing, China.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|July 10, 2023
概括
纳米颗粒的线性拓学增强了聚合物纳米复合材料的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 聚合物纳米复合材料 (PNCs) 将填充剂整合到聚合物中,以获得优异的机械性能.
- 增强的自我愈合能力对于下一代PNC开发至关重要.
- 纳米粒子拓对PNC自我愈合的影响仍然未得到充分探索.
研究的目的:
- 研究纳米粒子拓结构对聚合物纳米复合材料自我修复能力的影响.
- 确定最佳的纳米粒子几何形状,以改善机械增强和自我修复.
主要方法:
- 使用粗粒度分子动力学模拟 (CGMDs).
- 构建了具有线性,环形和交叉纳米粒子拓的PNC系统.
- 非结合性相互作用潜力模拟的聚合物-纳米粒子相互作用和不同的功能组.
主要成果:
- 线性纳米粒子拓学证明了优越的机械增强和自我愈合特性.
- 应力-应变曲线和性能损失率证实了线性结构的有效性.
- 应力热图的分析表明,线性NP有效地转移应力,使矩阵链变形.
结论:
- 线性拓对于增强聚合物纳米复合材料的机械增强和自我修复是最佳的.
- 纳米粒子的方向,特别是挤出方向,显著影响性能.
- 本研究为设计先进的自我修复PNC提供了理论指导.
