Системы низкой размерности

Механические свойства многостенных углеродных хиральных нанотрубок и жгутов из них: in silico исследования в рамках метода функционала плотности в приближении сильной связи

О. Е. Глухова^ab, П. А. Колесниченко^a, М. М. Слепченков<sup>a

a</sup> Институт физики, Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия
^b Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова, Институт бионических технологий и инжиниринга, Москва, Россия

Аннотация: Квантово-механическими методами выявлены закономерности электронных и механических свойств многостенных углеродных нанотрубок с внутренним каналом $\sim$ 4–5 nm, в том числе при объединении в жгуты. Разработаны новые методики: I) генерации атомистических суперячеек атомных сеток многостенных трубок и жгутов из них; II) вычисления площади в поперечном сечении произвольного меандра из нанотрубок в составе жгута для расчета модуля Юнга. С помощью разработанных методик и метода DFTB (метод функционала плотности в приближении сильной связи) исследованы закономерности соотношения “напряжение–деформация” при растяжении хиральных нанотрубок и жгутов из них в диапазоне 0.1–10%. Установлено, что константы упругости (модуль Юнга, коэффициент Пуассона) для жгутов из трех многостенных трубок превышают аналогичные для отдельных аналогичных трубок в несколько раз, что делает их перспективными в области разработки новых материалов для корпусирования электронных приборов в условиях экстремальных нагрузок.

Ключевые слова: углеродные многостенные хиральные нанотрубки, модуль Юнга, коэффициент Пуассона, жгуты из хиральных многостенных нанотрубок, метод функционала плотности в приближении сильной связи (DFTB).

Поступила в редакцию: 06.05.2025
Исправленный вариант: 08.05.2025
Принята в печать: 08.05.2025

DOI: 10.61011/FTT.2025.05.60756.105-25

Реферативные базы данных:

•