巨电流变效应：微观机制.docVIP

齐　齐　哈　尔　大　学 毕业设计（外文翻译） 题　　目 巨电流变效应：微观机制 学　　院 理学院 专业班级 物理081 学生姓名 指导教师 2012年4月25日 陈书宇,1 黄先祥,1 尼科 F. A. 安迪 Vegt,2 温为佳,1和升平1,* 1物理系和威廉?米乓纳米科技学院 香港科技大学，中国,香港, 九龙, 清水湾 2达姆施塔特技术大学, 智能接口中心，德国,达姆施塔特市64287，彼得森大街32号 (2009年11月19日获得,2010年7月出版) 电流变流体构成的胶体，可以改变其流变特性后，电场中的应用类型。最近发现的巨电流（德国）的影响打破了传统的ER效应的上限，但仍然缺乏一个微观解释。利用分子动力学模拟被困在两个极化粒子之间的纳米接触内的尿素硅油混合物，我们发现，电场可以诱导形成定向偶极细丝（尿素）纳米禁闭的两个边界的桥梁。1D交叉尿素分子微观几何，通过油链所提供的约束作用，实现一个三维的基础上解释这种现象。由此产生的电能密度产生出色的所观察到的GER屈服应力的变化电场的作用 DOI:10.1103 / physrevlett.105.046001 pacs编号:83.80。 Gv,83.60.Np 电流变(ER)流体[1-15] 是一种可以通过应用一个外电场改变他们的流变特性的胶体分散体系。传统的外阻机制是基于引起介电常数对比的流体与固体颗粒的极化诱导[6、12]。最近电流变作用的最大的发现 [7-12],覆盖着草酸盐的尿素钡纳米粒?NH2CONH2 @BaTiOeC2O4T2], 或短期BTRU,在硅油中分散,表明理论的上限外阻效果不再适用于这种新型材料。相反,一个唯象模型的机制,基于尿素分子偶极排列在小接触区域的纳米粒子, 取得一个适当观察效果的效果[7、9、12]。然而,一个微小的图像可以发生至今未能持久的转向力。此外,无论分散加油链是否能使固体颗粒润湿，效果都是高度敏感的(第十条、第十一条],与传统ER流体相对比,一个自然的问题是如何观察可以整合成一个连贯的GER机制。鉴于外阻的影响已经被许多不同的材料体系复制的事实,因而成为一个更加全面的效果[14、15],回答上述问题不仅是及时地,而且也可能揭示如何设计在分子偶极子中控制大型电力能量储存的总体战略。 在本文中我们用分子动力学(MD)耦合去显示局限在两个边界表面（下面基板的指示)的一个混合的尿素分子链间硅油的纳米接触,通过油膜的孔隙尿素分子偶极排列可形成蛇形基板的桥梁。 与没有油链相比,有石油链时所需的电场发现调整尿素偶合只能降低2至3的因素。此外,丝的形成是一个偶极排列的界面现象,直接意味着面积比例的特点[8]支持纳米分散体系。一个不润湿的石油将引起相分离而形成大的聚集,从而达到抑制GER的效果[第十条、第十一条]。我们给一个简单的论点,涉及分子偶极子极化率的依赖维度,在模拟中用以解释所有的观测现象。电能量密度的计算表明,在限制基底中偶极细丝之间对齐会引起非常重要的有吸引力的相互作用。在模拟结果中GER屈服应力的数据集展示合理的参数值与可说明的行为比例。此外,分子偶极排列的机制下的一维限制显示效果可能只会证明一方面的结果。在约束条件下水丝的形成可能会导致更强劲的力量和更大的比范德华相互作用。在这篇文章末我们给出关于诱发波动分子偶极排列的一个合理的推测。 众所周知,由于“尿素”溶液热力学性质,尿素分子易于显著地聚合在亲水性固体颗粒的表面[16、17],形成一个(不均匀)液体涂料[9]。因此,我们模拟的体系——被以每2.9 nm的间隙分开的两条平行边界基质纳米粒子的接触。用分子动力学耦合对其进行GROMACS打包[18],采用参数化力场来形容尿素(19), 以聚二甲基硅氧烷(硅油)[20],[21]水分子包含一个矩形框和周期边界条件。 力场模拟的相互作用,并没有引起的粘合键的互动关系,即范德华和静电相互作用。以一个时间步长为2的积分使用震动方法限制键长（22)。远程的库仑相互作用被粒子网格计算得到Ewald算法算出[23],使用静态边界,一个栅格间距0.12 nm和从1.1 nm的真实空间缺口。范德华力在相同的距离处被剪除,适宜的潜力。提出相互作用式更多细节给出的力场[24];它们的相关参数值已被广泛地使用[24]。应该指出的是, 我们是通过Berendsen[25]的算法计算出该耦合热值。 硅酮油(以聚二甲基硅氧烷(PDMS)或被认为是系统的一部分,我们用聚集的方法终止每链10个单体单元的硅油链。 对GER纳米颗粒来说，硅油是一个典型的分散剂,与先前的实验研究表明,纳米粒子之间的相互作用依赖于分散剂[11]。这表明,硅油链对GER现象有关键的影响。这一事实表明湿硅油粒子是