تاثیر زاویه کایرال بر خواص مکانیکی نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره

نانولوله‌های کربنی، آلوتروپ‌هایی از کربن با ویژگی‌های منحصر به فرد هستند. ساختار هر نانولوله با برداری به نام بردار کایرال توصیف می‌شود. در این مقاله، با دریافت طول نانولوله و دو مقدار ورودی m و n برای معرفی بردار کایرال در یک الگوریتم ساده، موقعیت اتم‌های کربن مشخص شده و هندسه کامل نانولوله  شبیه‌سازی می‌گردد. سپس رفتار نمونه‌های گوناگونی از نانولوله‌ها با زوایای کایرال مختلف، با انجام تحلیل اجزای محدود، مورد بررسی قرار گرفته و خواص مکانیکی آنها به دست می‌آید. مقایسه نتایج مدل‌سازی حاضر با نتایج موجود در سایر مراجع و ناچیز بودن میزان خطا، نشان دهنده دقت مناسب الگوریتم حاضر در شـبیه‌سازی هندسه نانولوله‌ها است. نتایج نشان می دهد که نانولوله‌های کربنی در زوایای‌ کایرال بین 17 تا 22 درجه بیشترین مدول کششی را دارند که مقدار آن در حدود tpa1 است.

Chirality Effects on Mechanical Properties of Single Walled Carbon Nanotubes

 Carbon nanotubes (CNTs) are carbon allotropes  with unique characteristics. Structure of each nanotube is defined by a vector called chiral vector. In this paper, entering the nanotube length and two       input values of m and n  into a simple algorithm,   the positions of carbon atoms are determined and   the full geometry of nanotubes is depicted. Then, different kinds of nanotubes are simulated and their mechanical properties are determined using finite element method. Comparison of the results with previous results existing in the literature reveals good precision of this algorithm in simulating nanotubes geometry. The results show that CNTs have the most tensile modulus in chiral angles between 17 22 degree, which is about 1TPa.