شبیه سازی دینامیک مولکولی نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری تقویت شده با نانولوله های کربنی

نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری تقویت شده با نانولوله های کربنی به دلیل برخورداری از خواص مکانیکی مطلوب، مورد توجه ویژه مراکز پژوهشی و صنعتی قرار گرفته و مطالعات گسترده ای در رابطه با توسعه این مواد و بهبود خواص آن ها صورت گرفته است. بسیاری از این تحقیقات به بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر روی خواص این نانوکامپوزیت ها پرداخته اند. در این میان، استفاده از روش های تجربی با محدودیت هایی نظیر مشکلات ساخت و هزینه های فراوان مواجه بوده و به همین دلیل شاهد گسترش روز افزون استفاده از روش های شبیه سازی مقیاس مولکولی در مطالعه خواص و رفتار این مواد هستیم. در این تحقیق، از روش دینامیک مولکولی و میدان نیروی پی ‍‍‍ سی اف اف برای محاسبه خواص مکانیکی نانوکامپوزیت‌های زمینه پلیمری تقویت شده با نانولوله‍های کربنی‌ تک جداره استفاده شده است. برای این منظور، پلیمر اپوکسی به دلیل کاربرد گسترده در زمینه های مختلف و بهره مندی از خواص مکانیکی مناسب به عنوان زمینه‌ در نظر گرفته شد. از آنجایی که اپوکسی از پلیمرهای دو جزئی و گرماسخت محسوب می‌شود، یک روش پلیمریزاسیون چهار مرحله ای به کمک دینامیک مولکولی برای ایجاد اتصالات عرضی بین مونومرها به کار گرفته شد. در مرحله بعدی، پلیمر اپوکسی و نانولوله‌های کربنی برای مدل سازی نانوکامپوزیت های پلیمری با کسرهای وزنی 1 تا 5 درصد مورد استفاده قرار گرفته و در نهایت ضرایب الاستیک نانوکامپوزت شامل مدول یانگ و مدول برشی به روش کرنش- ثابت محاسبه شد. نتایج شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی حاکی از بهبود خواص مکانیکی پلیمر اپوکسی در اثر اضافه نمودن نانولوله‌های کربنی می‌باشد.