温度梯度下石墨烯薄片定向运动的分子动力学模拟

作     者：马玉峰 王静秋 戴庆文 黄巍 王晓雷 MA Yufeng;WANG Jingqiu;DAI Qingwen;HUANG Wei;WANG Xiaolei

作者机构：南京航空航天大学机电学院南京210016 

出 版 物：《中国表面工程》 (China Surface Engineering)

年 卷 期：2022年第35卷第1期

页      面：201-206页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 0817[工学-化学工程与技术] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51805252) 

主　　题：热驱动 温度梯度 石墨烯 自由能 分子动力学模拟 

摘      要：固体在具有温度梯度的表面会从高温区向低温区定向迁移。为解明这种热驱运动的机理及影响因素,采用分子动力学模拟方法研究不同温度梯度下石墨烯薄片在单层石墨烯表面上的定向运动,分析石墨烯薄片在运动过程中的速度、能量变化。研究观察到,在不同温度梯度下石墨烯薄片的定向运动,即从石墨烯表面的热端运动到冷端,温度梯度越高,石墨烯薄片的运动距离越远,运动速度越快,且石墨烯薄片的运动速度与当前接触表面的温度相关。最后,从功和自由能的角度对这种热驱运动的机理进行分析。研究发现,系统对石墨烯薄片做正功,并且随着温度梯度的增大,石墨烯薄片所受力做的功越大;石墨烯薄片在运动过程中自由能不断减小,且向着系统能量低的方向运动。