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【24h】

Computational Studies of Carbon Nanotube-Hydrocarbon Bond Strengths at Nanotube Ends:Effect of Link Heteroatom and Hydrocarbon Structure

机译：碳纳米管与碳氢化合物在纳米管末端的结合强度的计算研究：链接杂原子和烃结构的影响

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Semiempirical and density functional electronic structure theory methods were used to study SWNT-X-R bond strengths,where the single-walled carbon nanotube (SWNT) had an armchair or zigzag structure,the link heteroatom X was O,N(H),or S and the hydrocarbon chain R was CH_2CH_3,CH(OH)CH_3,CHCH_2,or CH(CF_3)CH_3.In all systems the hydrocarbon was bonded to the end of the nanotube.The SWNT-X-R bond (that is,the bond joining the link atom to the hydrocarbon) is more than 0.4 eV stronger for armchair than for zigzag nanotubes with the same diameters,irrespective of whether O,N,or S are used as link atoms or whether OH,C= C,or CF_3 groups are present in the hydrocarbon chain.This raises the possibility for selective manipulation of armchair/zigzag nanotubes using a variety of link atoms and hydrocarbon structures.The SWNT-O-CH(CF_3)CH_3 bond is weaker than the SWNT-O-CH_2CH_3 bond (for both armchair and zigzag nanotubes),while inclusion of a double bond in the ethyl chain increases the bond strengths.Also,SWNT-S-CH_2CH_3 and SWNT-N(H)-CH_2CH_3 bonds are stronger than SWNT-O-CH_2CH_3 bonds.
机译：半经验和密度泛函电子结构理论方法用于研究SWNT-XR键的强度，其中单壁碳纳米管（SWNT）具有扶手椅或之字形结构，连接杂原子X为O，N（H）或S，烃链R为CH_2CH_3，CH（OH）CH_3，CHCH_2或CH（CF_3）CH_3。在所有系统中，烃键合至纳米管的末端。SWNT-XR键（即连接该键的键不论是使用O，N或S作为连接原子，还是在其中存在OH，C = C或CF_3基团，对于扶手椅而言，比具有相同直径的之字形纳米管要强0.4 eV以上。这增加了使用各种连接原子和烃结构选择性操纵扶手椅/曲折纳米管的可能性.SWNT-O-CH（CF_3）CH_3键比SWNT-O-CH_2CH_3键弱扶手椅和之字形纳米管），而在乙基链中包含双键则增加了该键此外，SWNT-S-CH_2CH_3和SWNT-N（H）-CH_2CH_3键要强于SWNT-O-CH_2CH_3键。

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