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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.)

Mechanical properties of single-walled penta-graphene-based nanotubes: A DFT and Classical molecular dynamics study

Texto completo
Autor(es):
De Sousa, J. M. [1] ; Aguiar, A. L. [2] ; Girao, E. C. [2] ; Fonseca, Alexandre F. [3] ; Coluci, V. R. [4] ; Galvao, D. S. [3, 5]
Número total de Autores: 6
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Inst Fed Piaui IFPI, BR-64770000 Sao Raimundo Nonato, Piaui - Brazil
[2] Univ Fed Piaui, Dept Fis, BR-64049550 Teresina, Piaui - Brazil
[3] Univ Estadual Campinas, Inst Phys Gleb Wataghin, Appl Phys Dept, BR-13083970 Campinas, SP - Brazil
[4] Univ Campinas UNICAMP, Sch Technol, BR-13484332 Limeira, SP - Brazil
[5] State Univ Campinas UNICAMP, Ctr Comp Engn & Sci, BR-13083859 Campinas, SP - Brazil
Número total de Afiliações: 5
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: Chemical Physics; v. 547, JUL 1 2021.
Citações Web of Science: 0
Resumo

Membranes of carbon allotropes comprised solely of densely packed pentagonal rings, known as penta-graphene, exhibit negative Poisson's ratio (auxetic behavior) and a bandgap of 3.2 eV. In this work, we investigated the structural stability, mechanical and fracture properties of nanotubes formed by rolling up penta-graphene membranes, the so-called penta-graphene nanotubes (PGNTs). Single-walled PGNT of three distinct configurations: (n, 0), and two types of (n, n) (here called alpha and beta) were studied combining first-principles calculations and reactive molecular dynamics simulations. Our results showed Young's modulus values of 680-800 GPa, critical strain of 18-21%, ultimate tensile stress of 85-110 GPa, and Poisson's ratio values ranging from -0.05 to -0.30 (auxetic behavior). During stretching at room temperature, we observed a transition from beta-(n, n) to alpha-(n, n) PGNT near the critical strain. Fracture of PGNTs starts at the bonds that are mostly aligned to the stretching direction and after nanotube radial collapse. (AU)

Processo FAPESP: 20/02044-9 - Simulação e modelagem de propriedades físicas de materiais
Beneficiário:Alexandre Fontes da Fonseca
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 18/02992-4 - Nanoestruturas de Carbono: Simulação e Modelagem
Beneficiário:Alexandre Fontes da Fonseca
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular