碳纳米材料的奇妙物理力学性质引起了众多研究者的关注,而先进复合材料在超高压、高温、高速冲击等复杂环境下服役日益增多,碳纳米材料在其强韧化中的潜在应用巨大。因此,本项目拟采用分子动力学、第一原理大规模并行计算模拟和理论分析等方法,以纳米石墨、碳纳米管和金刚石为重点,研究其超高压下微观结构演化行为,理论预测纳米石墨、碳纳米管超高压下稳定相结构形式;探索压力、温度、边界条件等对其结构相变、力学性能参数、破坏形式的影响。本项目是力学、物理和纳米技术的多学科交叉研究,将为碳结构损伤演化过程与破坏机理等研究提供理论依据;并有可能确定一种全新的超硬碳相,对拓展其在复合材料强韧化中的应用、给新型超强碳纳米材料合成、优化设计以启迪,应用前景广阔。
英文主题词Ultrahigh pressure, carbon nanomaterials, phase transition, physical mechanics.