中文摘要：

碳纳米管是极其重要的纳米材料，近年来，在能源利用领域也展现出了很高的应用价值。尽管目前众多理论研究中将碳纳米管视为开口结构，然而其端口需要对悬空键做改性处理才能稳定，改性后的端口结构及性质将影响其通流特性(液体渗入的临界压力以及离子、分子等通过端口的迁移速率)，并进而影响在能量吸收系统、燃料电池、氢气储存和锂离子电池等应用中的性能。本项目拟采用第一性原理结合密度泛函理论研究碳纳米管端口改性后的结构，得出其势能函数。然后采用分子动力学模拟方法，结合统计热力学理论，研究功能流体在碳纳米管改性端口的通流规律。讨论碳纳米管手性、直径、端口改性官能团及外部温度、压力、电场、磁场等因素及耦合效应对通流的影响，并用试验方法验证模拟的正确性。研究结果将为端口改性碳纳米管在能源领域的应用提供理论指导。