분자동역학 전산모사와 미시역학 모델을 이용한 질화붕소 나노튜브/고분자 복합재의 역학적 물성 및 계면특성 예측

摘要: 연구에서는 분자동역학 전산모사와 이중 입자 모델을 이용하여 질화붕소 나노튜브-폴리메틸메타크릴레이트 나노복합재의 기계적 물성과 계면특성을 규명하였다. 단일 벽 나노튜브가 고분자 기지에 함침된 가로등방성 나노복합재 단위 셀 구조를 모델링한 후, 각 방향으로의 일축인장 및 전단 전산모사를 통해 강성행렬을 예측하였다. 또한 강성행렬의 방향 평균을 취해 기지 내에 랜덤 분포하는 경우의 등방성 탄성계수를 도출하였다. 해석 결과를 계면의 완전 결합을 가정한 모델 예측해와 비교한 결과, 나노튜브와 기지간의 계면이 불완전한 것으로 확인되었다. 나노튜브 주위에 형성되는 흡착계면의 물성을 예측하기 위해 2단계 영역 분할 기법을 도입하였고 불완전 선형 스프링으로 묘사하였다. 그 결과 다양한 스프링 컴플라이언스 값에 따른 역 해석을 확인할 수 있었다.