Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году


Молекулярно-динамическое моделирование смесей модифицированных фуллеренов и 1,8-октандитиола

М.Д. Малышев1, S-H. Tung2, П.В. Комаров1,3

1 ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
2 National Taiwan University/Institute of Polymer Science and Engineering
3 ФГБУН «Институт элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова РАН»

DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.562

Краткое сообщение

Аннотация: В данной работе мы сообщаем о результатах сравнительного атомистического моделирования двух систем, содержащих функцианализированные фуллерены метилового эфира фенил- C61-масляной кислоты (PC61BM) и фенил- C71 — масляной кислоты (PC71BM) в присутствии растворителя 8,1-октандитиола (ODT ). Для реализации расчетов использовался метод молекулярной динамики на базе программного пакета LAMMPS. Зафиксировано принципиальное различие в упаковке молекул PC61BM и PC71BM. В случае систем с PC61BM наблюдается тенденция к постепенному разделению растворителя и фуллеренов. При этом в образцах с PC71BM наблюдается тенденция к формированию устойчивых трехмерных сетчатых структур, образованных двумя взаимопроникающими фазами: фуллеренами и молекулами ODT . С целью проверки масштабируемости наблюдаемого структурного упорядочения для смеси PC71BM с ODT было выполнено моделирование в ячейке с удвоенным размером ребер. В этом случае мы также наблюдаем формирование биконтинуальных структур из фуллеренов и растворителя.

Ключевые слова: атомистическая молекулярная динамика, модифицированные фуллерены, высококипящий растворитель, сетки, биконтинуальные структуры

  • Малышев Максим Дмитриевич – аспирант кафедры физической химии, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Tung Shih-Huang – Professor, National Taiwan University/Institute of Polymer Science and Engineering
  • Комаров Павел Вячеславович – д.ф.-м.н., доцент, кафедра общей физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет», ведущий научный сотрудник лаборатории физической химии полимеров ФГБУН «Институт элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова РАН»

Ссылка на статью:

Малышев, М.Д. Молекулярно-динамическое моделирование смесей модифицированных фуллеренов и 1,8-октандитиола / М.Д. Малышев, S-H.. Tung, П.В. Комаров // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — Тверь: Твер. гос. ун-т, 2021. — Вып. 13. — С. 562-567. DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.562.

Полный текст: загрузить PDF файл

Библиографический список:

1. Prato, M. Fulleropyrrolidines: a family of full-fledged fullerene derivatives / M. Prato, M. Maggini // Accounts of Chemical Research. – 1998. – V. 31. – I. 9. – P. 519-526. DOI: 10.1021/ar970210p.
2. Mchedlov-Petrossyan, N.O. Fullerenes in liquid media: an unsettling intrusion into the solution chemistry / N.O. Mchedlov-Petrossyan // Chemical Reviews. – 2013. – V. 113. – I. 7. – P. 5149-5193. DOI: 10.1021/cr3005026.
3. Nakashima, N. Molecular bilayer-based superstructures of a fullerene-carrying ammonium amphiphile: structure and electrochemistry / N. Nakashima, T. Ishii, M. Shirakusa et al. // Chemistry A European Journal. – 2001. – V. 7. – I. 8. – P. 1766-1772. DOI: 10.1002/1521-3765(20010417)7:8<1766::AID- CHEM17660>3.0.CO;2-F.
4. Georgakilas, V. Supramolecular self-assembled fullerene nanostructures / V. Georgakilas, F. Pellarini, M. Prato et al. // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. – 2002. – V. 99. – I. 8. – P. 5075-5080. DOI: 10.1073/pnas.072006599.
5. Komarov, P.V. Additive-induced ordered structures formed by PC71BM fullerene derivatives / P.V. Komarov, M.D. Malyshev, T.-C. Yang et al. // Soft Matter. – 2021. – V. 17. – I. 4. – P. 810-814. DOI: 10.1039/D0SM02240C.
6. Liang, Y. For the bright future—bulk heterojunction polymer solar cells with power conversion efficiency of 7,4% / Y. Liang, Z. Xu, J. Xia et al. // Advanced Materials. – 2010. – V. 22. – I. 20. – P. E135-E138. DOI: 10.1002/adma.200903528.
7. Lou, S.J. Effects of additives on the morphology of solution phase aggregates formed by active layer components of high-efficiency organic solar cells / S.J. Lou, J.M. Szarko, T.Xu et al. // Journal of the American Chemical Society. – 2011. – V. 133. – I. 51. – P. 20661-20663. DOI: 10.1021/ja2085564.
8. Liao, H.-C. Additives for morphology control in high-efficiency organic solar cells / H.-C. Liao, C.-C. Ho, C.-Y. Chang et al. // Materials Today. – 2013. – V. 16. – I. 9. – P. 326-336. DOI: 10.1016/j.mattod.2013.08.013.
9. Liao, S.-H. Fullerene derivative-doped zinc oxide nanofilm as the cathode of inverted polymer solar cells with low-bandgap polymer (PTB7–Th) for high performance / S.-H. Liao, H.-J. Jhuo, Y.-S. Cheng, S.-A. Chen // Advanced Materials. – 2013. – V. 25. – I. 34. – P. 4766-4771. DOI: 10.1002/adma.201301476.
10. LAMMPS molecular dynamics simulator. – Режим доступа: www.url: https://lammps.sandia.gov. – 17.08.2021.
11. Sun, H. Ab initio calculations and force field development for computer simulation of polysilanes / H. Sun // Macromolecules. – 1995. – V. 28. – I. 3. – P. 701-712. DOI: 10.1021/ma00107a006.
12. Nosé, S. A unified formulation of the constant temperature molecular dynamics methods / S. Nosé // The Journal of Chemical Physics. – 1984. – V. 81. – I. 1. – P. 511-519. DOI: 10.1063/1.447334.

⇐ Предыдущая статья | Содержание | Следующая статья ⇒