معرفی پایان نامه_جذب گازها روی نانولوله‌های کربنی با استفاده از شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی و محاس

با توجه به پیوند قوی کربن‌‌ـ‌کربن روی سطح دیواره نانولوله‌های کربنی و برهمکنش ضعیف میان مولکول‌های گاز و نانولوله، انتظار می‌رود که نانولوله‌ها نسبت به محیط اطراف، به‌خصوص حضور گاز، حساس نباشند؛ بر خلاف این باور، در آزمایش‌های انجام‌شده، بر اثر جذب گازهای مختلف روی سطوح داخلی و خارجی نانو‌لوله‌ها به وضوح تغییراتی در ویژگی‌های (الکترونی، ترابری، هدایتی و. . .) آنها دیده شده‌است.

دانشجو: رؤیا مجیدی
استاد راهنما: دکتر سیف الله جلیلی
استاد راهنمای همکار: دکتر محمدرضا خانلری
دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، دانشکده علوم پایه، گروه فیزیک
مقطع: کارشناسی ارشد
تاریخ شروع: مهر۱۳۸۳
تاریخ اتمام: آذر ۱۳۸۴
با توجه به پیوند قوی کربن‌‌ـ‌کربن روی
سطح دیواره نانولوله‌های کربنی و برهمکنش ضعیف میان مولکول‌های گاز و
نانولوله، انتظار می‌رود که نانولوله‌ها نسبت به محیط اطراف، به‌خصوص حضور
گاز، حساس نباشند؛ بر خلاف این باور، در آزمایش‌های انجام‌شده، بر اثر جذب
گازهای مختلف روی سطوح داخلی و خارجی نانو‌لوله‌ها به وضوح تغییراتی در
ویژگی‌های (الکترونی، ترابری، هدایتی و. . .) آنها دیده شده‌است. البته اثر
گازهای مختلف یکسان نیست و به نوع گاز، ساختار و خواص نانولوله بستگی دارد.
به‌عنوان مثال، ظرفیت نانولوله‌ها در ذخیره هیدروژن بسیار بالاست و از آنجا
که هیدروژن حامل ایده‌آل انرژی است، مطالعه در مورد جذب این گاز روی
نانولوله‌ها می‌تواند ایده‌های جدیدی برای حمل و ذخیره‌سازی انرژی در پی
‌داشته ‌باشد. همچنین نانولوله‌های کربنی ابزار مفیدی برای تشخیص گازهای
NO2، NH3 و O2 هستند و امروزه به‌عنوان کاندیدای مناسبی برای حسگرها معرفی
شده‌اند.
با پیشرفت روش‌های شبیه‌سازی در دهه‌های اخیر، ابزار مناسب و کارایـی را
برای مطالعه در مورد نانولوله‌های کربنی در اختیار داریم که با استفاده از
آن می‌توانیم بسیاری از خواص از نانولوله‌های کربنی را شبیه‌سازی و توجیـه
کنیم. در این پایان‌نامه جذب گازهای مختـلف روی نـانولوله‌های کربنـی با
استفاده از روش دینـامیکِ مولکولی آغازین بررسی شده‌است. از میان خواص
مختلف نانولوله‌های کربنی خواص الکترونی آنها مرور شده‌است. با توجه به
ارتباط و وابستگی نانولوله‌ها با گرافن، بحث با ساختار نوار الکترونی گرافن
آغاز شده و سپس موقعیت بهینه، انرژی جذب، انتقـال بار، ساختـار نوار
الکترونی و چگالی حالات الکترونی نانولوله‌ها در اثر جذب گازهای H2، O2،
NO2 و NH3 بررسی شده‌اند. بر اساس مطالعات انجام شده و امکانات موجود، از
میان نانولوله‌های کربنی مختلف، سه نانولوله کربنی(۳، ۳) ، (۰، ۵) و (۰، ۷)
برای بررسی انتخاب شده‌اند.
برخی از گازها (O2 و NO2) تأثیر بسیاری روی خواص الکترونی نـانولوله‌ها
دارند. نانولوله‌های فلزی (۳، ۳) و (۰، ۵) پس از جذب گاز همچنان فلز هستند.
در نـانولوله‌ نیمه‌رسانا (۰، ۷) با گاف انرژی کوچک پس از جذب گازهای O2 و
NO2 رفتار فلزی مشاهده می‌شود.
نتایج این مطالعه به‌صورت یک مقاله ISI در Computational and Theoretical
nanoscience منتشر شده‌است.