تعیین مدول یانگ نانولوله های نیترید بور با استفاده از روش انرژی

با توجه به استفاده روزافزون از نانولوله‌ها در صنایع مختلف، بررسی خواص مکانیکی این نانو ساختارها از اهمیت بالایی برخوردار است. امروزه به دلیل خواص فوق العاده که نانولوله‌ها در علوم مختلف از خود نشان دادند مورد توجه بسیاری از دانشمندان قرار گرفته‌اند. نانو‌لوله‌های نیتریدبور شکلی از نیتریدبور هستند که از لحاظ ساختاری بسیار شبیه نانولوله‌های کربنی می‌باشند. مطالعات زیادی برای دستیابی به خواص مکانیکی این مواد انجام شده است که دانشمندان با روش‌های مختلفی به این مهم دست یافته‌اند. اما همواره پیدا کردن راه حلی آسان و ساده مورد توجه بسیاری از دانشمندان بوده است که همچنان برای رسیدن به آن در تلاش هستند. در این مطالعه خواص مکانیک مولکولی و مکانیک جامد نانولوله نیترید بور با استفاده از مدل مکانیکی برای پیش‌بینی مدول یانگ مورد مطالعه قرار گرفته است؛ و از یک ساختار فضایی متشکل از یک سلول واحد استفاده شده است تا پاسخ مکانیکی نانولوله نیترید بور را به بارگذاری اعمال شده شرح دهد. با توجه به این فرض، یک سلول واحد جدید، با نام سلول واحد مکانیکی، در اینجا برای ساخت یک صفحه نیترید بور یا جداره نانولوله‌های نیترید بور معرفی شده است. تحلیل‌های ارائه شده در این پژوهش یک روش ساده برای پیش بینی مدول یانگ نانولوله‌های نیترید بور را ارائه می‌دهد و نتایج بدست آمده با داده های تجربی و نظری مطابقت خوبی دارد.

determination of young’s modulus of boron nitride nanotubes using energy method

considering the increasing use of nanotubes in various industries, it is of great importance to investigate the mechanical properties of these nanostructures. today, due to the extraordinary properties that nanotubes have shown in various sciences, they have attracted the attention of many scientists. boron nitride nanotubes are a form of boron nitride that are structurally very similar to carbon nanotubes. many studies have been done to achieve the mechanical properties of these materials, and scientists have achieved this with different methods. but finding an easy and simple solution has always been the focus of many scientists who are still trying to achieve it. in this study, the molecular mechanics and solid mechanics properties of boron nitride nanotubes have been studied using a mechanical model to predict young’s modulus; and a spatial structure consisting of a unit cell has been used to describe the mechanical response of boron nitride nanotubes to applied loading. according to this assumption, a new unit cell, named mechanical unit cell, is introduced here to make a boron nitride plate or wall of boron nitride nanotubes. the analytical research presented in this research provides a simple method for predicting the young’s modulus of boron nitride nanotubes, and the obtained results are in good agreement with experimental and theoretical data.