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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

双壁碳纳米管在很多领域都存在潜在的应用前景。目前人们已经发现，双壁碳纳米管振荡器可以以GHz的速度发生振荡。然而，随着管径的增大，纳米管可能发生塌陷。塌陷的纳米管的这种振荡特性还能否得到保持，仍有待于进一步的探索。为此我们用分子动力学的方法，查找碳纳米管体积发生塌陷和振荡的临界管径，并模拟大管径双臂碳纳米管在不同管径、不同温度下的振荡行为。探索其中的现象与规律

国内外研究现状

双壁碳纳米管被认为可以作为分子马达、分子开关、纳米轴承和纳米振荡器的元器件。2000年，Cumming和Zettl等人发现，当碳纳米管内管从外管中抽出并释放后，会以极快的速度重新滑入内管。此后，Q.S. Zheng等人提出，如果将外管两端开口，那么从一侧滑入管内的管子会从管的另一端滑出，从而形成往复的振荡。这个振荡频率为数十个GHz，比现有的计算机主频还要快。此后，关于纳米管振荡器的力学与动力学特性的研究就逐渐展开。例如，Guo等人研究了纳米管振荡器的能量耗散；Wong等人发现内管引入单个缺陷可以减小振荡时的能量损失；Zhang等人发现了超长碳纳米管之间的超润滑特性等。

2. 研究的基本内容

本研究拟采用分子动力学方法，模拟不同管径碳纳米管在大气压力下的塌陷行为，并探索大管径双臂碳纳米管在不同管径、不同温度下的振荡行为。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

一、实施方案：

1.采用分子动力学方法 通过改变纳米管的半径并给晶胞施加一定的压力，研究纳米管塌陷的临界半径。

2.通过比较不同管径不同温度碳纳米管振荡器的振荡特性，探索大管径碳纳米管振荡器的振荡行为。

4. 参考文献

[1] 马仁杰.碳纳米管压制体的性能及工程应用的研究.北京：清华大学机械工程系，2000

[2]姚卫鹏. 基于分子动力学的金属纳米线的拉伸力学行为[d].西安理工大学,2018.

[3]元丽华. 金属修饰多孔石墨烯储氢性能的第一性原理研究[d].兰州理工大学,2018.