Mecánica molecular estructural para el cálculo del módulo de Young y los modos de vibración de nanotubos de carbono

Abstract

Los nanotubos de carbono son una de las nanoestructuras más usadas para el desarrollo de nuevos nanodispositivos debido a sus excepcionales propiedades mecánicas, ópticas, químicas y eléctricas. En este trabajo, el método multiescala llamado mecánica molecular estructural se usó para estimar el módulo de Young y las frecuencias naturales de nanotubos de carbono de diferentes quiralidades y tamaños. Este método establece un enlace entre lamecánica molecular con la mecánica clásica por medio de balances de energía y permite reducir el tiempo de procesamiento en comparación con otros métodos. Los resultados de simulación obtenidos son acordes a losreportados en la literatura, en este caso, el módulo de Young varía entre 1.02 y 1.05 TPa, y las frecuencias naturales son del orden de GHz y son altamente dependientes de la quiralidad y de la relación longitud/radio. Teniendo encuenta lo anterior, el método multiescala proporciona resultados de forma rápida y confiable, y es muy apropiado parael diseño de nanodispositivos, nanosensores y nanomáquinas.