Математическое моделирование структуры и свойств нанопористого углерода

Abstract

Представлено модель структури нанопористого вуглецю, що реалiзована в пакетi комп’ютерних програм. На основi методiв молекулярної динамiки, Монте-Карло i Вороного–Делоне проводиться моделювання структури i розрахунок властивостей нанопористого вуглецю, отриманого з карбiдiв Si, Ti, Zr та iн. Для рiзних температур синтезу обчислюються: радiальнi функцiї розподiлу для атомiв, кiлькiсть сусiдiв, довжини зв’язкiв, вiдношення кiлькостi sp³/sp² зв’язкiв, пористiсть, об’єм пор, розподiл пор за розмiрами, питома площа поверхнi, фрактальнiсть, воднева ємнiсть, функцiя радiального розподiлу пор, об’ємна карта пор.

A model of structure of nanoporous carbon implemented in a package of computer programs is presented. On the basis of molecular dynamics and the Monte Carlo and Voronoi–Delaunay methods, the simulation of a structure and the calculation of properties of nanoporous carbon obtained from carbides of Si, Ti, Zr, and others are conducted. For different synthesis temperatures, the radial distribution function for atoms, the number of neighbors, bond lengths, sp³/sp² ratio, porosity, pore volume, pore size distribution, specific surface area, fractality, the hydrogen capacity, radial distribution function of pores, and a spatial map of pores are calculated.