冒牌自然老師

Molecular dynamics simulations of 10 encapsulated helium atoms and the (8,0) CNT subjected to torsion with a rate of 2.79 rad/ps at temperature 1500 K at (a) the initial equilibrium state; (b) the end of the loading process, t = 0.5 ps with all atoms in the tube; (c) t = 10 ps with half of the atoms outside of the tube; and (d) t = 25 ps with all atoms pumped outside of the tube successfully.
Molecular dynamics simulations at temperature 1500 K of 10 encapsulated helium atoms and the (8,0) CNT (a) subjected to torsion with a rate of 0.70 rad/ps at t = 20 ps with seven helium atoms outside of the tube; and (b) subjected to torsion with a rate of 0.35 rad/ps at t = 20 ps with six atoms pumped outside of the tube.

Molecular dynamics simulations at temperature 800 K of 10 encapsulated helium atoms and the (8,0) CNT (a) subjected to torsion with a rate of 2.79 rad/ps at t = 20 ps, with eight helium atoms pumped outside of the tube; and (b) subjected to torsion with a rate of 17.4 rad/ps at t = 20 ps with all atoms pumped outside of the tube.

Molecular dynamics simulations at temperature 500 K of 10 encapsulated helium atoms and the (8,0) CNT (a) subjected to torsion with a rate of 2.79 rad/ps at t = 20 ps with four helium atoms outside of the tube; and (b) subjected to torsion with a rate of 17.4 rad/ps at t = 20 ps with seven atoms pumped outside of the tube.

Molecular dynamics simulation at temperature 500 K of 10 encapsulated helium atoms and the (8,0) CNT subjected to a compression with a rate of 1.0 nm/ps at t = 11 ps with most atoms locked inside the tube.


奈米碳管中的扭結傳播效應

引自科學網

一般來講，扭結現象(局部扭曲)是很少見的，但如果能在奈米碳管(Carbon nanotubes, CNTs; 中國稱為碳納米管)中傳播這種現象，就是值得慶祝的事了。
 
加拿大曼尼托巴大學機械和製造工程學系(The Department of Mechanical and Manufacturing Engineering at the University of Manitoba, UM)教授王泉(Quan Wang)認為，“我在研究中找到的這種在奈米碳管中扭結傳播的效應是很令人興奮的發現，並且對日後的研究工作是個啟迪。”
 
作為加拿大固體力學研究講座教授，王泉教授多年致力於奈米碳管（CNTS）的基礎理論研究工作，並於近日把他的研究成果應用在了實際項目中。專案旨在開發一種在奈米碳管中傳輸原子的方法。
 
王泉教授最新的研究成果發表在《納米快報》（NANO Letters）期刊2009年1月號上（Vol. 9, No. 1, pp 245-249）。這篇文章利用分子動力學原理討論了氦原子在單層奈米碳管中傳輸的仿真過程。
 
納米管傳播原子的能力可以用於醫學上藥物的傳播。比如說，醫生可以把癌症治療藥物直接施於患處，而最大地避免藥物對其他組織造成的副作用。其他主要的應用還包括納米機器人、氦活性研究、微型泵、原子光學、化學程序控制和分子醫藥學等。
 
其他的研究學者已經嘗試過利用波動在納米管中向下傳輸原子的方法（我們可以想像木塊飄向海岸的情景）。但是，王泉教授開始嘗試是否機構本身的不穩定情況可以作為傳輸原子的動力或方法，結果是肯定的。
 
通過在管的一段載入扭轉力，機構會出現扭結或局部不穩定現象。這種現象的關鍵是扭結在管的長度方向上傳播時會將它前方的原子推到管的另一端。這就像擠牙膏一樣，當扭轉力撤掉時，管會由於本身的彈性恢復原狀。
 
王泉教授說：“我從2003開始納米技術的研究。大部分以前的研究都是關於基礎理論的。這些研究解釋了是否機械和力學的一些原理可以應用到納米科學當中，仿真過程證實了這些理論並且發現了關於奈米碳管的一些新的重要特性。結果是很令人興奮的。”
 
王教授未來的工作將致力於找到最佳的工作溫度、載荷力和納米管的直徑。他還將嘗試傳輸更大的分子。

王泉(Quan Wang)教授的網頁



NANO Letters原文論文
Atomic Transportation via Carbon Nanotubes
Nano Lett., 2009, 9 (1), pp 245–249
DOI: 10.1021/nl802829z
Publication Date (Web): December 23, 2008
Quan Wang*
Department of Mechanical and Manufacturing Engineering, University of Manitoba, Winnipeg, Manitoba, Canada R3T 5V6