碳纳米管填充和润湿的密度泛函研究

本文采用第一原理方法中的局域密度泛函理论,以碳、硫、硒为例,研究了这些原子在碳纳米管的填充和润湿。研究结果表明对填充和润湿,碳纳米管的管径有影响, 而长度在超过3.6埃后几乎无影响。这些结论基本符合已知的实验事实,因此对碳纳米管的未来应用有一定的参考价值

关于Young-Laplace公式的吉布斯自由能证明

对于为论证球形液滴附加压强的Young-Laplace公式而设计的一个理想实验,有文献试图借助吉布斯自由能函数进行证明,本文给出符合这一条件的证明方法

关于线张力对液滴-固体接触角的影响问题

指出并论证了文献[7]得出的"线张力通过液滴在三相接触线处的形状变化对接触角发生作用,是造成接触角测量值不确定性的一个重要原因"的结论是错误的.对于文献[7]所选取的两组典型参数下液滴与固体表面的平衡接触状态(即接触角θ和三相接触线曲率半径ρ)及其稳定性问题纠正推导错误后,得出系统各有3个平衡态,其中,2个稳定,1个不稳定,系统究竟处于哪一个稳定平衡态,由系统的初始条件决定,从而进一步验证了线张力并不导致接触角测量值的不确定性

双层石墨烯层间限域co氧化反应的密度泛函研究

利用密度泛函理论,研究了双层石墨烯层间一氧化碳(CO)与氧(O)的氧化反应,获得了双层石墨烯层间距与反应能垒的定量关系.计算结果表明反应初态、过渡态、末态体系总能以及反应能垒对层间距离变化敏感:随着层间距的逐渐缩小,反应能垒逐渐增加.因此,改变双层石墨烯层间间距可以实现反应能垒的原子级调控.通过差分电荷密度分析体系的电子结构,发现当双层石墨烯层间距较小时,过渡态O—C=O中碳原子与石墨烯上下层中的碳原子之间有明显的电荷堆积,出现sp轨道杂化,导致二者相互作用增强,在z轴方向受到束缚力,难以与吸附在石墨烯表面的氧原子形成较弱的O—C键,阻碍了过渡态O—C=O的形成.通过调控双层石墨烯间距,可以降低一氧化碳氧化反应能垒.该研究可为石墨烯的应用以及新型碳基插层复合材料的制备提供一定的理论支撑

Theoretical foundation of Zisman's empirical equation for wetting of liquids on solid surfaces

Theories of wetting of liquids on solid surfaces under the condition that van der Waals force is dominant are briefly reviewed. We show theoretically that Zisman's empirical equation for wetting of liquids on solid surfaces is a linear approximation of the Young-van der Waals equation in the wetting region, and we express the two parameters in Zisman's empirical equation in terms of the dielectric polarizabilities of the solid and liquids. The materials contained in this paper are suitable for physics teaching of wetting phenomena for undergraduate, graduate, general physicist, etc

Theoretical study of density functional of confined CO oxidation reaction between bilayer graphene

利用密度泛函理论,研究了双层石墨烯层间一氧化碳(CO)与氧(O)的氧化反应,获得了双层石墨烯层间距与反应能垒的定量关系.计算结果表明反应初态、过渡态、末态体系总能以及反应能垒对层间距离变化敏感:随着层间距的逐渐缩小,反应能垒逐渐增加.因此,改变双层石墨烯层间间距可以实现反应能垒的原子级调控.通过差分电荷密度分析体系的电子结构,发现当双层石墨烯层间距较小时,过渡态O&mdash;C=O中碳原子与石墨烯上下层中的碳原子之间有明显的电荷堆积,出现sp轨道杂化,导致二者相互作用增强,在z轴方向受到束缚力,难以与吸附在石墨烯表面的氧原子形成较弱的O&mdash;C键,阻碍了过渡态O&mdash;C=O的形成.通过调控双层石墨烯间距,可以降低一氧化碳氧化反应能垒.该研究为石墨烯的应用,以及新型碳基插层复合材料的制备提供一定的理论支撑.</p

On the derivation of local mean pressure tensor for nonuniform systems and the analysis of uniform fluid

由维里定理导出的适用于均匀系统的平衡态压力张量表达式可以分成两部分：动压力张量和位形压力张量.人们进而对平衡的非均匀系统进行物理分析得到了局部平均压力张量表达式.本文用更为简洁的方法推导出这一表达式.给出以原子直径为长度单位的局部平均尺寸L*&nbsp;&gt; 8条件下均匀流体系统平均位形压力中的三部分贡献项（体贡献项、面贡献项和线贡献项）与L*的理论关系式（含有待定参数）；以氩原子气体为例，在温度180 K、原子数密度0.8下，对原子间采用林纳德-琼斯势进行了分子动力学模拟，给出了0.4 &le;&nbsp;L*&nbsp;&le; 17条件下三项贡献及总位形压力的模拟曲线，确定了L*&nbsp;&gt; 8条件下理论关系式中的待定系数，并得到在L*&nbsp;&gt; 2时，随着L*的增大，体贡献项从正压单调下降并趋于负的总位形压力，面贡献项和线贡献项都单调上升并趋于零，但线贡献项趋向零最快.从物理上解释了小尺寸L*下各项行为的复杂特点.得出L*足够大，才可以忽略面贡献项和线贡献项，而在纳米尺度下，忽略面贡献项和线贡献项，也就是忽略边界效应会给计算带来明显的误差.最后通过分子动力学模拟得出位形压力随着温度的升高而升高.这些结论对于压力张量的分子动力学模拟计算时选项的最优化是有意义的.</p

纳观接触角的确定方法

Theoretical analyses are given to the known approaches of nano-contact angle and arrive at the conclusions: 1) All the approaches based on the assumptions of Qusi-uniform liquid film, or uniform liquid molecular density, or uniform liquid molecular densities respectively inside and outside the interface layer cannot give the correct nano-contact angle, and it is difficult to improve them. Among these approaches, both the conclusions of nano-contact angle sure being 0 degrees and sure being 180 degrees are false. 2) Density functional theory (DFT) approach and Molecular Dynamics (MD) approach are capable to treat of nano-contact angle, however, the work is very heavy for using the DFT approach. 3) In 1995, Ruzeng Zhu (College Physic Vol. 14 (2), p1-4 (in Chinese