Resumen de Mecánica molecular estructural para el cálculo del módulo de Young y los modos de vibración de nanotubos de carbono

Ingrid M. Padilla Espinosa, John M. Espinosa Durán, Jaime Velasco Medina

• español

  Los nanotubos de carbono son una de las nanoestructuras más usadas para el desarrollo de nuevos nanodispositivos debido a sus excepcionales propiedades mecánicas, ópticas, químicas y eléctricas. En este trabajo, el método multiescala llamado mecánica molecular estructural se usó para estimar el módulo de Young y las frecuencias naturales de nanotubos de carbono de diferentes quiralidades y tamaños. Este método establece un enlace entre lamecánica molecular con la mecánica clásica por medio de balances de energía y permite reducir el tiempo de procesamiento en comparación con otros métodos. Los resultados de simulación obtenidos son acordes a losreportados en la literatura, en este caso, el módulo de Young varía entre 1.02 y 1.05 TPa, y las frecuencias naturales son del orden de GHz y son altamente dependientes de la quiralidad y de la relación longitud/radio. Teniendo encuenta lo anterior, el método multiescala proporciona resultados de forma rápida y confiable, y es muy apropiado parael diseño de nanodispositivos, nanosensores y nanomáquinas.

• English

  Carbon nanotubes are one of the most used nanostructures for the development of new nanodevices due to their exceptional mechanical, chemical and electrical properties. In this work, the multiscale method called structural molecular mechanics was used to estimate Young's modulus and the natural frequencies of carbon nanotubes ofdifferent chirality and sizes. This method establishes a linkage between the molecular mechanics with classicalmechanics by means energy balance and allows reducing the processing time in comparison with other methods. The obtained simulation results are in agreement with those reported in the literature, in this case, Young modulus's value varies between 1.02 a 1.05 TPa, and the natural frequencies are in the order of GHz and are highly dependent ofchirality and the length/radius relation. Taking in account the above, the multiscale method provides fast and reliable results and is very suitable for the design of nanodevices, nanosensors and nanomachines.