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石墨烯碳纳米管复合结构渗透特性的分子动力学研究

张忠强 李冲 刘汉伦 葛道晗 程广贵 丁建宁

石墨烯碳纳米管复合结构渗透特性的分子动力学研究

张忠强, 李冲, 刘汉伦, 葛道晗, 程广贵, 丁建宁
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  • 采用经典分子动力学方法研究了压力驱动作用下水在石墨烯碳纳米管复合结构中的渗透特性.研究结果表明,水分子渗透通过石墨烯碳纳米管复合结构的渗透率明显高于石墨烯碳纳米管组合结构.水在石墨烯碳纳米管复合结构中的渗透率随着压强的升高而增大,随着电场强度的增大而减小.考虑了温度和复合结构中双碳管轴心距对水渗透性的影响规律.系统温度越高,水的渗透率越高;随着双碳管轴心距的增加,水的渗透率逐渐降低.通过计算分析水流沿渗透方向的能障分布,解释了各参数变化对水在石墨烯碳管复合结构中渗透特性的影响机理.研究结果将为基于石墨烯碳管复合结构的新型纳米水泵设计提供一定的理论依据.
      通信作者: 张忠强, zhangzq@ujs.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11472117,11372298,11672063)和江苏省自然科学基金(批准号:BK20140556)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-10
  • 修回日期:  2017-12-22
  • 刊出日期:  2018-03-05

石墨烯碳纳米管复合结构渗透特性的分子动力学研究

  • 1. 江苏大学, 微纳米科学技术研究中心, 镇江 212013;
  • 2. 常州大学, 江苏省光伏科学与工程协同创新中心, 常州 213164;
  • 3. 大连理工大学, 工业装备结构分析国家重点实验室, 大连 116024
  • 通信作者: 张忠强, zhangzq@ujs.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11472117,11372298,11672063)和江苏省自然科学基金(批准号:BK20140556)资助的课题.

摘要: 采用经典分子动力学方法研究了压力驱动作用下水在石墨烯碳纳米管复合结构中的渗透特性.研究结果表明,水分子渗透通过石墨烯碳纳米管复合结构的渗透率明显高于石墨烯碳纳米管组合结构.水在石墨烯碳纳米管复合结构中的渗透率随着压强的升高而增大,随着电场强度的增大而减小.考虑了温度和复合结构中双碳管轴心距对水渗透性的影响规律.系统温度越高,水的渗透率越高;随着双碳管轴心距的增加,水的渗透率逐渐降低.通过计算分析水流沿渗透方向的能障分布,解释了各参数变化对水在石墨烯碳管复合结构中渗透特性的影响机理.研究结果将为基于石墨烯碳管复合结构的新型纳米水泵设计提供一定的理论依据.

English Abstract

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