【技术实现步骤摘要】
一种分析石墨烯组装体的粗粒化分子动力学方法
本专利技术属于计算机分子模拟
,具体涉及一种研究石墨烯组装体的粗粒化分子动力学方法。
技术介绍
近几年,石墨烯组装体成为非常热的话题,吸引了众多的实验、理论和模拟研究,在许多领域都将引起新的技术革命。石墨烯组装体是指以单层石墨烯为基本组装单元,通过共价连接或者氢键、静电作用、π-π作用、范德华力等非共价作用,形成更高层次的有序功能体。石墨烯组装体是实现石墨烯从纳米材料转变为宏观功能材料的关键一步。通过调控石墨烯组装体的形貌和结构,不仅能够更好地实现石墨烯优异的力学、电学和热学等性能,而且还能拓展新的功能和应用。因此,研究石墨烯组装体具有重要的意义。尽管在近期,提出了许多研究石墨烯的粗粒化分子动力学方法,但都是采用粗粒-弹簧粗粒化模型。该模型是将一个分子链简化为一串粗粒,粗粒间由弹簧连接,适用于具有极大长径比的聚合物分子链或纳米纤维。然而,在构建粗粒-弹簧模型时,除了需要确定粗粒的坐标,还需指定键连信息(两个粗粒间)、键角(三个粗粒间)信息以及二面角信息(四个粗粒间),建模过程非常复杂,不适于复杂体系的研究,且无法预测组装体的准确组装结构。因此,我们提供了一种新的研究单层石墨烯及石墨烯组装体的分子动力学方法,该方法建模过程简单,仅需确定单层石墨烯上各粗粒的初始坐标,且选用的Tersoff多体势与Lennard-Jones远程势的叠加形式可以准确地预测石墨烯组装体的结构。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种分析石墨烯组装体的粗粒化分子动力学方法。为解决上述技术问题,本专利技术采用以下技术方案:本专利 ...
【技术保护点】
一种分析石墨烯组装体的粗粒化分子动力学方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:a)构建单层石墨烯的粗粒化模型;b)根据组装形式构建石墨烯组装体的粗粒化模型;c)设置粗粒之间的相互作用;d)进行粗粒化模拟计算。
【技术特征摘要】
1.一种分析石墨烯组装体的粗粒化分子动力学方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:a)构建单层石墨烯的粗粒化模型;b)根据组装形式构建石墨烯组装体的粗粒化模型;c)设置粗粒之间的相互作用;d)进行粗粒化模拟计算。2.根据权利要求1所述的一种分析石墨烯组装体的粗粒化分子动力学方法,其特征在于:所述石墨烯粗粒分子包含4个碳原子,石墨烯粗粒分子的初始位置为4个碳原子的质量中心,石墨烯粗粒分子的质量为一个碳原子的4倍,石墨烯粗粒分子间的键长为全原子碳-碳键的2倍。3.根据权利要求1所述的一种分析石墨烯组装体的粗粒化分子动力学方法,其特征在于:建模时只需要石墨烯粗粒分子的坐标,不需要指定键连、键角与二面角等连接信息。4.根据权利要求1所述的一种分析石墨烯组装体的粗粒化分子动力学方法,其特征在于:所述石墨烯粗粒分子间相互作用的力场形式为Tersoff多体势与Lennard-Jones远程势的叠加。5.根据权利要求1所述的一种分析石墨烯组装体的粗粒化分子动力学方法,其特征在于:具体地说,该方法包含以下步骤:1)在分子建模软件AccelrysMaterialStudio中建立单层石墨烯模型,石墨烯粗粒分子以六元环形式连接,石墨烯粗粒分子间距离为0.284nm;2)构建石墨烯组装体的初始结构,并将所有石墨烯粗粒分子的坐标输出到坐标文件;3)采用LAMMPS程序对石墨烯组装体进行计算,在计算命令中指定对势函数类型为Tersoff和LJ/cut,命令如下:pair_stylehybrid/overlaytersofflj/cut10pair_coeff**tersoffSiC.tersoffCpair_coeff**lj/cut0.022923.469函数中各项参...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘夏,杨庆生,尚军军,张雪娇,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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