Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
ℹ️Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
Введение
1. Литературный обзор
1.1. Углеродные нанотрубки
Углеродные наноленты ..
2. Методическая часть
3. Обсуждение результатов
1.1. Графен
1.2. Углеродные нанотрубки ....
1.3. Углеродные наноленты
4. Выводы
5. Благодарности
Список цитированной литературы
📖 Введение
Углеродные наноматериалы занимают ведущее положение среди наиболее
изучаемых объектов в химии со времени открытия фуллеренов в 1985 году,
углеродных нанотрубок в 1991 году и выделения в свободном виде в 2004 году
графена – монослоя графита [1–3].
Графен – это новейший наноматериал, который обладает большой
механической прочностью, высокой теплопроводностью и максимальной среди
известных материалов подвижностью носителей заряда, в данном случае электронов
[4]. Графен также интересен с научно-теоретической точки зрения, как стабильный
двумерный кристалл, поскольку долгое время считалось, что двумерные кристаллы
не могут быть выделены в чистом виде [5].
Углеродные нанотрубки находят все большее применение благодаря своей
прочности, гибкости и упругости, а также теплоемкости, превышающей теплоемкость алмаза [6,7].
Углеродные наноленты представляют собой новый класс материалов, которые
считаются весьма перспективными для создания наноэлектронных и оптикоэлектронных устройств [8].
Несмотря на большое число теоретических работ, посвященных изучению
углеродных наноматериалов, практически отсутствуют расчеты термодинамических
свойств нанотрубок и нанолент, включая рассмотрение их взаимной устойчивости.
Данная работа направлена на решение указанной проблемы.
Цели данного исследования:
Изучить влияние температуры на термодинамические и механические
свойства графена, рассчитанные на основе силового поля.
Установить различие между термодинамическими функциями,
получаемыми для графена в гармоническом и квазигармоническом
приближении.
Изучить влияние энтропийных эффектов и температуры на энергию
сворачивания углеродных нанотрубок.
Исследовать равновесную структуру нанолент и их стабильность
относительно сворачивания в нанотрубки.4
Изучить влияние энтропийных эффектов и температуры на энергию
вырезания углеродных нанолент
Установить влияние пассивирования водородом на структуру и свойства нанолент.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, литературного
обзора, методической части, обсуждения результатов, выводов и списка цитируемой
литературы. Литературный обзор содержит описание экспериментальных и
теоретических исследований углеродных нанотрубок и нанолент. В методической
части изложен метод моделирования графена, нанотрубок и нанолент
✅ Заключение
Результаты, полученные в рамках использованного силового поля,
достаточно хорошо согласуются с экспериментальными данными и
данными неэмпирических расчетов.
Рассчитанный коэффициент термического расширения графена
отрицателен, что согласуется с данными других исследований.
Термодинамические функции графена, рассчитанные в гармоническом и
квазигармоническом приближении практически совпадают вплоть до 800 К.
Вклад нулевых колебаний и энтропии в энергию сворачивания
углеродных нанотрубок положителен, но не превышает 5%.
Температурный вклад вызывает увеличение свободной энергии
сворачивания углеродных нанотрубок (как из графена, так и из
нанолент) и возрастает с температурой, достигая 10% при температурах порядка 800 К.
Чисто углеродные наноленты являются неплоскими, но при пассивации
краев атомами водорода они приобретают плоскую структуру
Пассивация водородом незначительно влияет на термодинамические функции нанолент
В отличие от энергии сворачивания нанотрубок из графена, которая
положительна и убывает с ростом их диаметра, энергия сворачивания
нанотрубок из нанолент отрицательна и возрастает с ростом их диаметра
Свободные энергии вырезания нанолент из графена слабо зависят от температуры.