分子動力学計算によるカーボンナノチューブの曲げ変形シミュレーション(C0665)

ナノ材料に外力を加えた時の形状変化、歪みエネルギーの評価が可能

概要

カーボンナノチューブは軽量で高い強度、柔軟性を持ったナノ材料であり、その優れた物性から様々な分野への応用が期待されています。一方で、形状変化に伴う物性の変化も知られており、外力に対する変形や歪みの評価が求められています。本資料では、分子動力学計算を用いて単層カーボンナノチューブの曲げ変形シミュレーションを行った事例を紹介します。シミュレーションを行うことで、実測からは評価が難しい原子レベルでの形状変化の観察や歪みエネルギーの算出が可能です。

データ

■単層カーボンナノチューブの曲げ変形

単層カーボンナノチューブの曲げ変形

 
 
 
 
 
 
 
 

 

■歪みエネルギーと構造変化

歪みエネルギーU = (変形後のポテンシャルエネルギー)-(初期構造のポテンシャルエネルギー)

歪みエネルギーと構造変化

歪みエネルギーと構造変化

(a) → (b)のエネルギー減少に伴い、急激な形状変化が観察されました。

分子動力学計算を用いて、材料に外力を加えた時の形状変化や歪みエネルギーの評価が可能です。

MST技術資料No.C0665
掲載日2021/11/18
測定法・加工法計算科学・AI・データ解析
製品分野LSI・メモリ
燃料電池
ディスプレイ
その他
分析目的形状評価
応力・歪み評価

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