НАНОТЕХНОЛОГИЯ В БЛИЖАЙШЕМ ДЕСЯТИЛЕТИИ
Моделирование методом молекулярной динамики свойств пьезоэлектрических полимеров
Дж. Хинкли[15]
В исследовательском центре НАСА (Langley Research Center, LARC) было осуществлено моделирование молекулярного движения при поляризации аморфного полиимида. Подход включает в себя параметризацию межатомных сил и атомных зарядов (методами квантовой механики), проверяемую экспериментальными измерениями плотности и дипольного момента, оценкой биполярной чувствительности системы к изменению электрического поля, а также пробивного напряжения диэлектрика при релаксации. Полученные в результате такого моделирования данные позволили исключить из числа перспектив-
Рис. 2.11. Аморфная ячейка при экспериментальной плотности, соответствующей пяти повторяющимся сегментам пьезоэлектрического полиимида. Плоскости из крупных сфер представляют собой металлические электроды, используемые для создания поляризую - | щего поля [8].
Ных материалов десятки типов предлагаемых новых полимеров, что значительно облегчило работу сотрудников лаборатории. Аналогичные методы можно применять для расчета растворимости, взаимодействия с поверхностью (адгезия) и газопроницаемости мембран (например, при их использовании с водородным топливом).
Моделируемая система (рис. 2.11) представляет собой прочный материал, пригодный для создания легких датчиков. В данном случае принципиальным достижением стало наблюдение пьезоэлектрической активности при температурах до 100 °С (что значительно выше температурных границ для используемых сейчас материалов). Планируется провести моделирование полукристаллических материалов, нанокомпозитов со слоистыми силикатами и новейших
Композитов на основе органических и неорганических материалов.