Efectos de forma y tamaño del poro sobre las propiedades mecánicas de las membranas del grafeno nanoporoso

Abstract

En el presente trabajo se estudiaron los efectos de forma y tamaño de los poros sobre las propiedades mecánicas de membranas de grafeno nanoporosas (GNP). Las simulaciones de dinámica molecular fueron ejecutadas para estudiar las respuestas mecánicas y estructurales bajo una tracción uniaxial. Los resultados de las curvas tensión-deformación de las membranas de GNP muestran un comportamiento lineal elástico para razones de deformación pequeñas ($<$0.03) independiente de la dirección quiral. La anisotropía quiral (dirección armchair y zigzag) es notoria conforme se incrementa la deformación hasta el punto de fractura. Las membranas de GNP con poro hexagonal y rectangular presentan una mayor tensión de fractura (65 GPa y 81 GPa, respectivamente). Además, el módulo elástico de Young disminuye conforme se incrementa el tamaño del poro. Se espera que este estudio brinde aplicación práctica como filtros de membranas de alto rendimiento.