فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

گرافن مارپیچ از‌جمله ساختارهای مارپیچی‌شکل دست‌ساز بشر است که اخیراً با پیشرفت نانوتکنولوژی و با الهام از طبیعت ایجاد شده است. در این تحقیق به بررسی خواص مکانیکی گرافن‌های مارپیچ چندلایه با مشخصات هندسی متفاوت با استفاده از روش دینامیک مولکولی پرداخته می‌شود و ارتباط بین تعداد لایه‌ها، مشخصات هندسی و خواص مکانیکی نانوذرات بررسی می‌شود. نتایج نشان داده‌اند که ویژگی‌های هندسی منحصر به‌فرد این نانوذرات موجب بروز خواص مکانیکی جالبی می‌شود که به‌شدت به ساختار ‌‌آن‌ها وابسته است. به‌گونه‌ای که با افزایش تعداد لایه‌ها متناسب با مشخصه‌های هندسی نانوذرات، مراحل رفتار کششی ‌‌آن‌ها تغییر می‌کند. ازجمله مهم‌ترین ویژگی‌های این نانوذرات کش‌پذیری شدید ‌‌آن‌ها حتی برای برخی نمونه‌ها تا حدود ۳۰۰۰٪ است که با افزوده‌شدن یک‌لایه به ساختار ‌‌آن‌ها به‌شدت کاهش می‌یابد. همچنین، نتایج بیانگر افزایش شدید نیرو در محدوده کرنشی کوچک، همزمان با شروع فرآیند کشش هستند که به‌دلیل نیروهای واندروالس قوی بین‌لایه‌ها است. ثابت فنر برای این نانوذرات در این ناحیه اولیه آزمون کشش محاسبه شده است و با افزوده‌شدن لایه‌ها مقدار آن کاهش می‌یابد. شناسایی خواص گرافن‌های مارپیچ چندلایه می‌تواند منجربه افزایش کارایی ‌‌آن‌ها و عملکرد بهینه‌شان در ادوات نانومقیاس و حتی بهبود کارایی‌های چندمقیاسی‌شان شود.