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    超實用丨一文學會使用免費軟件構建納米結構(附下載)
    來源:科學10分鐘 時間:2022-05-15 21:40:04 瀏覽:4286次


    構建納米結構的免費軟件——Nanotube Modeler簡介

    納米管、納米錐、石墨烯和富勒烯作為納米結構的基本單元,是豐富多彩的納米世界的物質基礎。為了研究這些結構的豐富性質,首先需要對這些結構進行建模,通常來說免費和收費的商業(yè)軟件能構建一部分納米結構,但具有局限性。本文主要介紹內容如下:


    01

    軟件的下載與安裝


    Nanotube Modeler最新版本為1.8,現(xiàn)階段支持Windows版本,可由http://www.jcrystal.com/products/wincnt/NanotubeModeler.exe免費下載。

    下載完成后,可以自行選擇位置進行安裝。


    02

    軟件的基本使用與建模




    打開軟件,默認會進入納米管結構的構建。

     

    單擊鼠標左鍵并移動可以旋轉結構,單擊鼠標右鍵前后拉動可以改變模型大小,雙擊鼠標可以恢復初始視角。通過View菜單中最后三項,可以調節(jié)顯示方式為鍵線式,球棍式和比例填充模型。Toggle Projection可以調節(jié)正交和投影顯示方式。

     


    2.1 碳納米管的構建

    通過在菜單中選擇Nano-Tube會生成默認的碳納米管,選擇C-C則表示當前構建的為碳納米管,也可更改此選項構建B-N納米管等。

    調節(jié)Chirality(n,m)可以控制納米管的手性,構建zigzag和armchair型納米管。MWNT設置可以構建多層納米管,其中第一個參數(shù)為多層納米管的層數(shù),后兩個參數(shù)為多壁納米管的手性。

    對于彎曲的納米管,可以通過Tube Distortions選項進行調節(jié),控制納米管的彎曲程度。

    如圖參數(shù)可構建雙層納米管

     

    2.2 納米錐的構建

    納米錐從結構上類似于封端納米管,可由Special-Capped Tube選擇構建。可以選擇單側封端和兩側封端。構建參數(shù)的調節(jié)類似于碳納米管。

     

    下圖為施加霧化效果的單端封端納米錐

     

    2.3 富勒烯結構的構建

    富勒烯又稱巴基球,為一維納米結構。Nanotube Modeler內置一個富勒烯結構數(shù)據(jù)庫,可以通過File-Import Structure-Import Fullerene打開。

    其中每個文件夾下都有固定組成具有不同對稱性的結構。采用彩虹色著色的巴基球顯示效果如下:

     

    2.4 層狀納米結構的構建

    通常來說,層狀納米結構的代表性結構為蒄狀物和石墨烯。由一個苯環(huán)作為起始結構,六個邊連接苯環(huán),形成蒄,即六苯并苯。在蒄的基礎上繼續(xù)生長生成蒄狀物。理論上無限生長的蒄裝物與石墨烯等價。

     

    兩者的構建均可以從Select Type中選取調節(jié)。對于多層石墨烯,需要從Tools-Multi-Layer Graphene中構建。

     


    2.5 其他結構構建

    除了構建以上結構,Nanotube Modeler還可以構建諸如異質結(需要Java環(huán)境),病毒,納米泵等結構,其效果如圖所示。

     

    03

    一些使用建議


    對于作圖為目的的使用,應該嘗試導出相應的結構文件,使用3DMax, C4D等軟件可以得到更加精美的圖片,也可以從Tools-Lanuch POV-Ray導出.pov文件進行渲染。


    04

    總結


    本文通過介紹免費的建模軟件Nanotube Modeler,實現(xiàn)了對于納米管,納米錐,富勒烯和層狀納米結構的構建,希望能夠幫助讀者方便構建納米結構,從而為進一步計算和作圖打下基礎。


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    12條評論
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    全部 3小時前 四川
    文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具?,F(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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