1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Известия РАН. Механика твердого тела
  4. № 6, 2022

Известия РАН. Механика твердого тела, 2022, № 6, стр. 72-78

ОБ ОДНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ САМООРГАНИЗАЦИИ НАНОЧАСТИЦ

В. А. Бабешко a, b, *, О. В. Евдокимова a, О. М. Бабешко b, В. С. Евдокимов a

a Южный научный центр РАН
Ростов-на-Дону, Россия

b Кубанский государственный университет
Краснодар, Россия

* E-mail: babeshko41@mail.ru

Поступила в редакцию 30.03.2022
После доработки 03.04.2022
Принята к публикации 04.04.2022

Аннотация

Опираясь на свойства блочных элементов, имитирующих наночастицы, контактирующие с многослойным основанием, строится модель самоорганизации таких объектов. Предполагается, что наночастицы контактируют без трения с находящимся в состоянии вибрации деформируемым основанием. Для построения модели в статье впервые построены аналитические соотношения, позволяющие получать параметры возникновения высокочастотного резонанса для такой механической структуры, или, что тоже самое, ловушечных мод. Благодаря этим соотношениям, на основе свойств поведения механических объектов, расположенных на поверхности деформируемого основания в условиях вибрации, строится модель их самоорганизации. Самоорганизация состоит в стремлении, при определенных механических и геометрических параметрах механической системы, к объединению поверхностных объектов. Построенная модель допускает ее перенос на наночастицы из многокомпонентных материалов.

Ключевые слова: граничные задачи, наночастицы, интегральные уравнения, высокочастотный резонанс, факторизация, самосборка

Список литературы

  1. Бабешко В.А. Некоторые соотношения для решения динамических смешанных задач на всей частотной оси // Докл. АН СССР. 1987. Т. 295. № 2. С. 312–316.

  2. Бабешко В.А., Ворович И.И., Образцов И.Ф. Явление высокочастотного резонанса в полуограниченных телах с неоднородностями // Изв. АН СССР. МТТ. 1990. № 3. С. 74–83.

  3. Бабешко В.А., Бабешко О.М., Евдокимова О.В. К теории блочного элемента // ДАН. 2009. Т. 427. № 2. С. 183–186 https://doi.org/10.1134/S1028335809070064

  4. Гуткин М.Ю., Овидько И.А. Физическая механика деформируемых наноструктур. Т. 1. СПб.: Янус, 2003. 194 с.

  5. Гусев А.И. Наноматериалы, структуры, технологии. М.: Физматлит, 2007. 416 с.

  6. Рамбиди Н.Г. Нанотехнологии и молекулярные компьютеры. М.: Физматлит, 2007, 416 с.

  7. Кобаяси Н. Введение в нанотехнологию. М.: Бином, 2007. 136 с.

  8. Arghavan S., Singh A.V. On the vibrations of single-walled carbon nanotubes // J. Sound Vibr. 2011. V. 330. No. 13. P. 3102–3122. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2011.01.032

  9. Kang J.W., Kwon O.K. A molecular dynamics simulation study on resonance frequencies comparison of tunable carbon-nanotube resonators // Appl. Surf. Sci. 2012. V. 258. No. 6. P. 2014–2016. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.05.026

  10. Ouakad H.M., Younis M.I. Nonlinear dynamics of electrically actuated carbon nanotube resonators // J. Computat. Nonlin. Dyn. 2009. V. 5. P. 011009. https://doi.org/10.1115/1.4000319

  11. Poot M., Witkamp B., Otte M.A., van der Zant H.S.J. Modelling suspended carbon nanotube resonators // Phys. Status Solidi B. 2007. V. 244. No. 11. P. 4252–4256. https://doi.org/10.1002/pssb.200776130

  12. Sapmaz S., Blanter Y.M., Gurevich L., van der Zant H.S.J. Carbon nanotubes as nanoelectromechanical systems // Phys. Rev. B. 2003. V. 67. No. 23. P. 235414. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.67.235414

  13. Yoon J.W., Hwang H.J. Molecular dynamics modeling and simulations of a single-walled carbon-nanotube-resonator encapsulating a finite nanoparticle // Computat. Mater. Sci. 2011. V. 50. No. 9. P. 2741–2744. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2011.04.033

  14. Yin J., Zhang Z., Li X. et al. Waving potential in graphene // Nature Commun. 2014. V. 5. P. 3582. https://doi.org/10.1038/ncomms4582

  15. Yin J., Li X., Yu J., Zhang Z., Zhou J., Guo W., Generating electricity by moving a droplet of ionic liquid along graphene // Nature Nanotech. 2014. V. 9. P. 378–383. https://doi.org/10.1038/nnano.2014.56

  16. Liu X., Xu T., Wu X., Zhang Z., Yu J., Qiu H., Hong J., Jin C., Li J., Wang X., Sun L., Guo W. Top-down fabrication of sub-nanometre semiconducting nanoribbons derived from molybdenum disulfide sheets // Nat. Commun. 2013. V. 4. P. 1776. https://doi.org/10.1038/ncomms2803

  17. Guo W., Liu X. 2D materials: Metallic when narrow // Nature Nanotech. 2014. V. 9. P. 413–414. https://doi.org/10.1038/nnano.2014.106

  18. Lei X.W., Natsuki T., Shi J.X., Ni Q.Q. An atomic-resolution nanomechanical mass sensor based on circular monolayer graphene sheet: Theoretical analysis of vibrational properties // J. Appl. Phys. 2013. V. 113. P. 154313. https://doi.org/10.1063/1.4802438

  19. Lei X.W., Nakatani A. A continuum mechanics analysis of lattice defects in carbon nanotube // 9th European Solid Mechanics Conference (ESMC). Madrid, 2015.

  20. Ding F., Jiao K., Wu M., Yakobson B.I. Pseudoclimb and dislocation dynamics in superplastic nanotubes // Phys. Rev. Lett. 2007. V. 98. P.075503. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.98.075503

  21. Lengiewicz J., Korelc J., Stupkiewicz S. Automation of finite element formulations for large deformation contact problems // Int. J. Numer. Meth. Eng. 2011. V. 85. P. 1252–1279. https://doi.org/10.1002/nme.3009

  22. Roland T., Retraint D., Lu K., Lu J. Fatigue life improvement through surface nanostructuring of stainless steel by means of surface mechanical attrition treatment // Scripta Mater. 2006. V. 54. P. 1949–1954. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2006.01.049

  23. Tian J., Villegas J., Yuan W., Fielden D., Shaw L., Liaw P., Klarstrom D. A study of the effect of nanostructured surface layers on the fatigue behaviors of a C-2000 superalloy // Mater. Sci. Eng. A. 2007. V. 468–470. P. 164–170. https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.10.150

  24. Lu K., Lu J. Surface nanocrystallization (SNC) of metallic materials-presentation of the concept behind a new approach // J. Mater. Sci. Technol. 1999. V. 15. P. 193–197.

  25. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. Фрактальные свойства блочных элементов и новый универсальный метод моделирования // ДАН. 2021. Т. 499. С. 21–26. https://doi.org/10.31857/S2686740021040039

  26. Ворович И.И., Бабешко В.А. Динамические смешанные задачи теории упругости для неклассических областей. М.: Наука, 1979. 320 с.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Известия РАН. Механика твердого тела

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал