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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

Atomic-scale finite element modelling of mechanical behaviour of graphene nanoribbons

Texto completo
Autor(es):
Damasceno, D. A. [1] ; Mesquita, E. [1] ; Rajapakse, R. K. N. D. [2] ; Pavanello, R. [1]
Número total de Autores: 4
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Univ Estadual Campinas, Dept Computat Mech, Campinas, SP - Brazil
[2] Simon Fraser Univ, Sch Engn Sci, Burnaby, BC V5 1S6 - Canada
Número total de Afiliações: 2
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: INTERNATIONAL JOURNAL OF MECHANICS AND MATERIALS IN DESIGN; v. 15, n. 1, p. 145-157, MAR 2019.
Citações Web of Science: 0
Resumo

Experimental characterization of Graphene NanoRibbons (GNRs) is still an expensive task and computational simulations are therefore seen as a practical option to study the properties and mechanical response of GNRs. Design of GNR elements in various nanotechnology devices can be approached through molecular dynamics simulations. This study demonstrates that the atomic-scale finite element method (AFEM) based on the second generation REBO potential is an efficient and accurate alternative to the molecular dynamics simulation of GNRs. Special atomic finite elements are proposed to model graphene edges. Extensive comparisons are presented with MD solutions to establish the accuracy of AFEM. It is also shown that the Tersoff potential is not accurate for GNR modeling. The study demonstrates the influence of chirality and size on design parameters such as tensile strength and stiffness. Graphene is stronger and stiffer in the zigzag direction compared to the armchair direction. Armchair GNRs shows a minor dependence of tensile strength and elastic modulus on size whereas in the case of zigzag GNRs both modulus and strength show a significant size dependency. The size-dependency trend noted in the present study is different from the previously reported MD solutions for GNRs but qualitatively agrees with experimental results. Based on the present study, AFEM can be considered a highly efficient computational tool for analysis and design of GNRs. (AU)

Processo FAPESP: 12/17948-4 - Desenvolvimento de técnicas de simulação para interação dinâmica solo-estrutura aplicadas à modelagem da resposta de fundações de instalações para Nano-ciência e laboratórios de luz síncrotron
Beneficiário:Josué Labaki Silva
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 15/00209-2 - Desenvolvimento de técnicas de simulação para interação dinâmica solo-estrutura aplicadas à modelagem da resposta de fundações de instalações para Nano-ciência e laboratórios de luz síncrotron, fase 2
Beneficiário:Josué Labaki Silva
Linha de fomento: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 13/08293-7 - CECC - Centro de Engenharia e Ciências Computacionais
Beneficiário:Munir Salomao Skaf
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
Processo FAPESP: 13/23085-1 - Desenvolvimento de técnicas de simulação para interação dinâmica solo-estrutura aplicadas à modelagem da resposta de fundações de instalações para Nano-ciência e laboratórios de luz síncrotron
Beneficiário:Josué Labaki Silva
Linha de fomento: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado