Numerical models in atomic scale for the analysis of the piezoresistive behavior of carbon nanotubes and nanocomposites polymers

δείτε την πρωτότυπη σελίδα τεκμηρίου
στον ιστότοπο του αποθετηρίου του φορέα για περισσότερες πληροφορίες και για να δείτε όλα τα ψηφιακά αρχεία του τεκμηρίου*



Αριθμητικά πρότυπα σε ατομική κλίμακα για την ανάλυση της ηλεκτρομηχανικής συμπεριφοράς νανοσωληνών άνθρακα και νανοσύνθετων πολυμερών
Numerical models in atomic scale for the analysis of the piezoresistive behavior of carbon nanotubes and nanocomposites polymers

Theodosiou, Theodosios
Θεοδοσίου, Θεοδόσιος

PhD Thesis

2010


The goal of this thesis is the prediction of the coupled electromechanical properties of carbon nanotubes (CNTs) and CNT-doped polymers. First, the mechanical properties of CNTs are predicted using an innovative approach that combines molecular mechanics and analysis with finite elements. Next, using the tight-binding method, the electrical properties of carbon nanotubes are predicted with sufficient accuracy. Combination of these two models describes the coupled electromechanical response of individual CNTs. Finally, the microstructure of nanodoped polymers is investigated along with the changes induced by application of mechanical loading. The combination of all these models leads to the prediction of the coupled electromechanical response of CNT-doped polymers. All developed models and predictions have been successfully correlated to theoretical data and experimental measurements of other researchers, found in the open literature.
Σκοπός της διατριβής είναι η πρόβλεψη των συζευγμένων ηλεκτρομηχανικών ιδιοτήτων νανοσωλήνων άνθρακα και πολυμερών ενισχυμένων με αυτούς. Αρχικά γίνεται η πρόβλεψη των μηχανικών ιδιοτήτων των νανοσωλήνων με χρήση μιας νέας μεθόδου που συνδυάζει εξισώσεις μοριακής μηχανικής και ανάλυσης με πεπερασμένα στοιχεία. Στη συνέχεια γίνεται πρόβλεψη με ικανοποιητική ακρίβεια των ηλεκτρικών ιδιοτήτων των νανοσωλήνων με χρήση της μεθόδου Ισχυρού Δεσμού. Ο συνδυασμός των δύο μοντέλων οδηγεί στην πρόβλεψη της ηλεκτρομηχανικής απόκρισης μεμονωμένων νανοσωλήνων. Τέλος, γίνεται μελέτη της μικροδομής των νανοσύνθετων υλικών καθώς και πως αυτή επηρεάζεται από την επιβολή μηχανικής παραμόρφωσης. Ο συνδυασμός όλων αυτών των μοντέλων οδηγεί στην πρόβλεψη της συζευγμένης ηλεκτρομηχανικής απόκρισης ενός νανοσύνθετου πολυμερούς ενισχυμένου με νανοσωλήνες άνθρακα. Τα μοντέλα που αναπτύχθηκαν και προβλέψεις που έγιναν, επιβεβαιώθηκαν μέσω σύγκρισης με θεωρητικές προβλέψεις και πειραματικές μετρήσεις άλλων διακεκριμένων ερευνητών.

Νανοσωλήνες άνθρακα
Finite elements
Multiscale models
Μέθοδος δέσμιας κατάστασης
Πρότυπα πολλαπλών κλιμάκων
Ηλεκτρομηχανική σύζευξη
Carbon nanotubes
Tight-bonding method
Piezoresistive response
Ηλεκτρομηχανική συμπεριφορά
Πεπερασμένα στοιχεία
Electromechanical coupling

Ελληνική γλώσσα

Πανεπιστήμιο Πατρών
University of Patras

Πανεπιστήμιο Πατρών. Σχολή Πολυτεχνική. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών και Αεροναυπηγών Μηχανικών. Εργαστήριο Τεχνικής Μηχανικής και Ταλαντώσεων




*Η εύρυθμη και αδιάλειπτη λειτουργία των διαδικτυακών διευθύνσεων των συλλογών (ψηφιακό αρχείο, καρτέλα τεκμηρίου στο αποθετήριο) είναι αποκλειστική ευθύνη των αντίστοιχων Φορέων περιεχομένου.