作品名稱:
Defective Single-Walled Aluminosilicate Nanotubes: Structural Stability and Mechanical Properties
刊登期刊:
ChamNanoMat, 2016, 2 (3), 189-195
說明:
本研究結合分子動力學(molecular dynamics)與奈米連續體力學(nanoscale continuum modeling)兩種尺度的模擬工具，來探討新穎氧化鋁矽奈米管(aluminosilicate nanotubes)中缺陷結構對於其機械性質之影響。氧化鋁矽奈米管可於水溶液環境下大量製備、成本遠低於碳奈米管，為近五年被廣泛研究之新興奈米管材料。氧化鋁矽奈米管可應用於分子純化程序、或利用其低介電常數的特性作為電子元件中的絕緣層。根據敝實驗團隊過去之研究工作，我們發現無缺陷之氧化鋁矽奈米管的楊氏模數可達340 GPa，為碳奈米管的三分之一。然而，過去實驗中曾以固態NMR探測出五種可能存在此奈米管中的缺陷結構。在本研究中，我們將此五種缺陷結構放入氧化鋁矽奈米管模型，分別探討每種缺陷對於奈米管整體機械性質的負面效應。我們發現此五種缺陷結構對於奈米管穩定性與機械性質之影響大小皆不相同。針對影響最大的缺陷結構而言，若其使得奈米管失去12%的原子，奈米管整體楊氏模數下降32%。此結果說明在氧化鋁矽奈米管合成中，應竭力避免缺陷產生。此外，本研究所建立之研究奈米結構缺陷與力學性質之方法，可廣泛應用於其他類別之奈米材料中。
