MUDANÇAS ESTRUTURAIS EM NANOTUBOS DE CARBONO POROSOS (α, y - GYNTS) SUBMETIDOS A DEFORMAÇÃO LONGITUDINAL

Abstract

RESUMO: Nessa dissertação apresentamos resultados referentes aos estudos de nanotubos de carbono de parede simples CNTs (Carbon Nanotubes) e nanotubos de grafino GyNTs (Graphyne Nanotubes) submetidos a condições de tensões extremas usando método teórico. Partindo de cálculos teóricos (dinâmica molecular) das propriedades estruturais usando potenciais clássicos, estudamos a evolução estrutural dos CNTs e GyNTs e suas propriedades mecânicas caracterizadas pelo módulo de Young. Estudamos a evolução dinâmica estrutural através de curvas stressstrain. Analisando alguns pontos críticos fundamentais que caracterizam mudanças estruturais peculiares de cada tubo, bem como a presença de um ponto crítico máximo refletido pela ruptura ou reestruturação dos nanotubos. Os resultados obtidos levando em consideração a energia de formação revelou uma menor estabilidade dos GyNTs quando comparados aos CNTs. Estruturalmente, obteve-se uma peculiar reestruturação para cada tubo. Para os CNTs e GyNTs discutimos uma evolução dinâmica com presença de aumento do comprimento do tubo até um strain limite, mostrando que o nanotubo Za (GyNTs zigzag a) apresenta o maior strain, suportado dentre todos os tubos simulados, cerca de 60% de strain, além de apresentar uma importante mudança de fase estrutural, caracterizada por novas ligações químicas. Os demais tubos apresentaram reestruturação também peculiar: nanotubos Arma (GyNTs armchair a) apresentou um colapso a baixo strain; Armg (GyNTs armchair g) se comportou de maneira semelhante ao CNTs zigzag e Zg (GyNTs zigzag g) observou-se a presença de um enrugamento caracterizado pela presença de carbono fora de seu plano de curvatura. ABSTRACT: In this work we present results concerring the studies of single wall carbon nanotubes SWCNTs and Graphyne Nanotubes submitted to stress conditions using theoretical tools. Molecular dynamics of structural properties using classical potentials, where performed in order to study the structural evolution of the CNTs and GyNTs and their mechanical properties reflected by the Young's modulus. We study the dynamic structural evolution through stressstrain curve analysis, analyzing some fundamental critical points which characterize structural changes peculiar to each nonotube, and focusing on as well as the presence of a maximum critical point reflected by the rupture or restructuring of the nanotubes. The results obtained taking into consideration the energy deformation revealed a greater stability of GyNTs when compared to CNTs. Structurally a peculiar restructuring was obtained for each tube. For the CNTs and CyNTs we discussed a dynamic evolution of the compressed pipe length increase up to a strain limit, showing that the Za tube has the highest supported strain of all the simulated tubes at about 60% strain. In addition, those strutures presented a significant structural phase modification, characterized by new chemical bonds. The other tubes presented a peculiar restructuring: For exemple Arma tubes presented a collapse at low strain; Armg behaved similarly to the CNTs zigzag and Armg was observed to present a induced comugation characterized by the presence of carbon outside its plane of curvature.