Моделирование рулонных упаковок нанолент графона

Предложена молекулярно-механическая модель нанолент графона (графена с односторонней гидрогенизацией), учитывающая деформации валентных связей, валентных и торсионных углов, невалентные ван-дер-ваальсовы и кулоновские взаимодействия атомов наноленты. С использованием модели найдены основные состояния нанолент. Показано, что прямоугольный фрагмент графона на подложке, образованной бесконечным плоским листом графена, формирует плоский монослой, а не взаимодействующий с подложкой фрагмент принимает выпуклую форму, внешняя сторона которой содержит присоединенные атомы водорода. Моделирование динамики показывает устойчивость односторонней структуры листа графона к тепловым колебаниям (при T<900 K атомы водорода не переходят с одной стороны листа на другую). Неодинаковость сторон приводит к быстрому сворачиванию длинных свободных нанолент графона в рулонные структуры. Тепловые колебания не препятствуют образованию рулонов, а сами рулоны устойчивы к ним. Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект N 16-13-10302). Вычислительные ресурсы предоставлены Межведомственным суперкомпьютерным центром РАН. DOI: 10.21883/FTT.2017.06.44498.385