مدل ریاضی برای بررسی مکانیکی نانو لوله‌های کربن ارائه شد

به گزارش خبرگزاری مهر، هنگامی که سازه نازکی همانند نانو لوله‌های کربنی به کار رفته در سیستم‌های نانوالکترومکانیکی تحت بارگذاری فشاری قرار می‌گیرند، دچار نوعی ناپایداری به نام "کمانش" خواهند شد. از این‌رو مطالعه رفتار مکانیکی آنها از اهمیت بسزایی برخوردار است.

این ‌گونه بررسی‌ها نیازمند پارامتر‌هایی نظیر ضخامت و مدول یانگ نانو لوله است که مقادیر دقیق آنها از جمله موارد بحث برانگیز بین محققان است. در این زمینه محققان دانشگاه گیلان با اجرای پروژه پژوهشی به دنبال مدلی جدید و کارا بودند که در تحلیل و بررسی رفتار کمانشی نانو لوله‌های کربن به کار رفته و نیازمند این مقادیر نباشد.

در این تحقیقات پس از مرور آخرین تحقیقات صورت گرفته در زمینه پایداری نانولوله‌های کربنی و مشخص کردن کاستی‌های آنها، مدل‌سازی انرژی بین اتمی بر اساس تابع پتانسیل تجربی ترسوف-برنر صورت گرفته و انرژی پتانسیل بین اتمی توسط آن تخمین زده شد.

در ادامه جهت ایجاد ارتباط میان ساختار اتمی نانولوله کربنی و مدل ساختاری در سطح پیوسته، ابتدا ساختار اتمی 6 ضلعی نانو لوله توسط یک محیط جایگزین که دارای توزیع تصادفی از اتم‌های کربن بوده و از چگالی جرمی و مدول یانگ یکسان با ساختار گرافیت برخوردار باشد، تقریب زده شد. سپس با استفاده قانون کوشی بورن  و میانگین‌گیری در جهت‌های فضایی پیوندهای اتمی، چگالی انرژی کرنشی در سطح پیوسته بر حسب انرژی پتانسیل بین اتم‌ها محاسبه شد.