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水结构对水在碳纳米管内自扩散行为影响的MD研究

赵奎文  吴慧英  刘振宇  
【摘要】:本文通过分子动力学模拟研究了不同温度下(273.15-373.15 K)水在不同内径(0.548-0.948 nm)碳纳米管内的自扩散行为,确定了水在不同内径碳纳米管内的轴向自扩散系数与温度的关系。研究表明,温度对水在纳米管内的轴向自扩散系数的影响对于不同内径的碳纳米管具有明显差异,这是由碳纳米管内水结构的差异引起的。对于内径为0.681 nm和0.820-0.905 nm的碳纳米管,当温度由373.15K降低到273.15 K时,碳纳米管内的自由液态水分子会自发形成与固体相似的有序结构,这使水在碳纳米管内的轴向自扩散系数降低了3个数量级。

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