Estudio de las propiedades mecánicas de los nanotubos de carbono mediante simulaciones de dinámica molecular

En este trabajo se han estudiado las propiedades mecánicas de nanotubos de carbono (CNTs) por medio de simulaciones de dinámica molecular. Para ello se ha utilizado el software LAMMPS y el potencial AIREBO para describir la interacción entre los átomos. En dichas simulaciones se procede a estirar los CNTs y se generan las curvas esfuerzo-deformación, de las cuales se obtiene el módulo de Young y la tensión máxima. Se ha estudiado la dependencia de estos parámetros con el diámetro de los nanotubos, la longitud del CNT, la velocidad de estiramiento, la temperatura y la presencia de defectos. Se ha observado que el módulo de Young aumenta a mayor diámetro y a mayor longitud del CNT, que la velocidad de estiramiento no afecta a la curva de esfuerzo-deformación y que la presencia de defectos puede alterar significativamente el módulo de Young. Además observamos que se reduce el módulo de Young con dependencia logarítmica con la temperatura. Se ha encontrado valores del módulo de Young entre 800 y 1000 GPa consistentes con investigaciones anteriores que reportan un valor medio de entre 1 y 1.3 TPa. Estos resultados proporcionan una comprensión de las propiedades elásticas de los nanotubos de carbono y su respuesta a diferentes condiciones externas, lo que puede ser útil para el diseño y la aplicación de estos materiales en diversas áreas de la nanotecnología y la ciencia de materiales.