通过粗粒度建模,了解用石墨烯增强的合聚合物纳米复合材料的热力学行为
Yang Wang1,2, Zhaofan Li3, Dali Sun4
1School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing, 100083, China. niukm@ustb.edu.cn.
Nanoscale
|October 18, 2023
概括
这项研究模拟了石墨烯增强的合聚合物纳米复合材料,揭示了机械性能取决于石墨烯含量,聚合物结构和温度. 这些发现有助于人们更好地了解这些用于灵活电子的材料.
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:
- 用石墨烯增强的合聚合物 (CP) 纳米复合材料对柔性电子有很大的希望.
- 它们的基本热力学特性仍然未被充分探索.
研究的目的:
- 开发一个可预测的多尺度建模框架,用于石墨烯增强的多3-基烯 (P3AT) 纳米复合材料.
- 在分子水平上研究温度依赖的热力学特性.
主要方法:
- 原子学信息的粗粒度分子动力学模拟.
- 多级建模框架. 多级建模框架.
主要成果:
- 石墨烯分散性随着石墨烯负载的增加而减少.
- 机械反应随着较短的聚合物侧链,较低的温度和较高的石墨烯含量而加强.
- 弹性模块显示了与石墨烯含量的线性增加,略微偏离了Halpin-Tsai模型.
结论:
- 石墨烯表现出最高的刚性,其次是聚合物骨干和侧链.
- 变形促进P3AT骨干对齐,可能提高导电性.
- 对纳米复合材料动态异质性的洞察力有助于预测热力学性质.
