Molecular design of functionalized carbon nanotubes

การออกแบบท่อนาโนคาร์บอนที่มีหมู่ฟังก์ชั่นโดยใช้คอมพิวเตอร์

Name: Chatchawal Wongchoosuk

LCSH: Carbon

LCSH: Electron microscopy

LCSH: Nanostructured materials

LCSH: Nanotubes

Abstract: Various properties of tubule-end functionalized single-walled carbon nanotubes (SWNTs) have been studied using various computational modeling and simulation techniques. Geometry and electronic properties of functionalized SWNTs were studied using the semi-empirical method based on AM1 Hamiltonian. The interaction between model SWNTs and water molecules was investigated using first principles density functional theory calculation and molecular dynamics simulation. The hydroxyl, carboxyl, and amide functional groups were chemically adsorbed at the open-end of the tubes. The results show that the C-C bond-length values of all tubes close to the C-C bond lengths values of 1.42 Å of perfect tube. Tip functionalization alters the HOMO, LUMO, and the energy gap of the pristine tube but the effects seem to rapidly decrease as the tubule gets longer. The delocalized states are modified from HOMO-1 to HOMO-2 and LUMO+1 to LUMO+2. The charge transfer on the tube is dependent on functional groups. The orientation of water interacting with all of model tubes is rather similar. The water molecules prefer to occupy around the tip of tubes than the center of tube. The hydrophilic behavior of functionalized SWNT is improved in comparison to the pristine tube

Abstract: คุณสมบัติต่างๆของท่อนาโนคาร์บอนที่มีหมู่ฟังก์ชั่นตรงปลายของท่อ ได้ถูกศึกษาโดยใช้เทค- นิคการออกแบบเชิงคำนวณและการจำลองเชิงโมเลกุลหลากหลายประเภท โดยคุณสมบัติทางด้าน อิเล็กทรอนิกส์และลักษณะทางเรขาคณิตจะถูกศึกษา โดยใช้ระเบียบวิธีกลศาสตร์ควอนตัม(AM1 method) สำหรับปฏิกิริยาของท่อนาโนคาร์บอนที่มีหมู่ฟังก์ชั่นกับโมเลกุลน้ำ จะใช้ระเบียบวิธีกล- ศาสตร์ควอนตัม (DFT) และกลศาสตร์เชิงโมเลกุล (MD) เป็นเครื่องมือหลักในการศึกษา หมู่ ฟังก์ชั่นไฮ-ดรอกซิล คาร์บอกซิลและเอไมด จะยึดติดที่ปลายเปิดของท่อนาโนคาร์บอน จาก การศึกษาพบว่า ความยาวพันธะระหว่างคาร์บอนอะตอมของท่อนาโนคาร์บอนที่มีหมู่ฟังก์ชั่นทุก ท่อ จะมีขนาดใกล้ เคียงกับท่อนาโนคาร์บอนดั้งเดิม คือประมาณ 1.42 อังสตรอม การเพิ่มหมู่ ฟังก์ชั่นที่ปลายท่อจะไปปรับเปลี่ยน HOMO, LUMO และค่าการนำไฟฟ้าของท่อนาโนคาร์บอน ดั้งเดิม แต่ผลกระทบเหล่านี้ จะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อท่อนาโนคาร์บอนมีความยาวเพิ่มขึ้น delocalized states ก็จะมีการเปลี่ยนแปลงจาก HOMO-1 เป็น HOMO-2 และ จาก LUMO+1 เป็น LUMO+2 การเคลื่อนที่ของประจุก็ขึ้นกับหมู่ฟังก์ชั่นเช่นเดียวกัน การวางตัวของโมเลกุลน้ำ กับท่อนาโนคาร์บอนจะมีลักษณะใกล้เคียงกัน โมเลกุลของน้ำชอบอยู่ที่ปลายของท่อมากกว่า บริเวณตรงกลางของท่อ และพฤติกรรมการชอบน้ำของท่อนาโนคาร์บอนที่มีหมู่ฟังก์ชั่น จะมี มากกว่าท่อนาโนคาร์บอนดั้งเดิม

Mahidol University

Address: NAKHON PATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Teerakiat Kerdcharoen

Role: Thesis Advisors

Created: 2007

Modified: 2553-06-25

Issued: 2010-06-08

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: TH C492m 2007

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Physics

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4836479.pdf	7.02 MB	59	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

-0.708393 วินาที