Атомістичне декорування Ti2C максену срібними наночастинками

Автори Я.О. Кравченко1,3, А. Таран2, У.С. Швець1, М. Кубах1, В.М. Борисюк1
Приналежність

1Сумський державний університет, вул. Римського-Корсакова, 2, 40007 Суми, Україна

2Національний науковий центр "Харківський фізико-технічний інститут", вул. Академічна, 1, 61000 Харків, Україна

3НаноБіоМедичний центр, університет Адама Міцкевича, Wszechnicy Piastowskiej 3, 61-614 Познань, Польща

Е-mail v.borisyuk@phe.sumdu.edu.ua
Випуск Том 15, Рік 2023, Номер 2
Дати Одержано 10 січня 2023, у відредагованій формі 14 квітня 2023, опубліковано online 27 квітня 2023
Посилання Я.О. Кравченко, А. Таран, У.С. Швець, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 15 № 2, 02030 (2023)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.15(2).02030
PACS Number(s) 62.25. – g, 02.70.Ns
Ключові слова Максен, Молекулярна динаміка (14) , Моделювання (75) , Наночастинка (23) , Декорування.
Анотація

Представлено комп’ютерну модель, розроблену в рамках методів класичної молекулярної динаміки, для атомістичного моделювання осадження атомів срібла на поверхню двовимірного карбіду титану Ti2C (максену) та росту срібних наночастинок. В запропонованій моделі використовується гібридний міжатомний потенціал, де взаємодія між атомами металу та взаємодія метал-вуглець описується в рамках різних методів. Розроблена модель може бути використана для дослідження аналогічних систем, що складаються з атомів інших металів, а також двовимірних карбідів Ti(n + 1)Cn з n = 2 і 3. Проведені експерименти, що моделюють осадження атомів срібла на поверхню двовимірного карбіду титану Ti2C з трьома різними значеннями площі поверхні росту. Для дослідження особливостей формування наночастинок та процесів росту також розглянуто два випадки взаємодії між Ti2C та атомами срібла з міжатомними силами що відповідають утворенню хімічного зв’язку металевого типу та Ван дер Ваальсовими силами. Розглянуті випадки моделюють осадження на гідрофільну та гідрофобну поверхню відповідно. Показано що у випадку взаємодії підкладка-осаджені атоми гідрофільного типу на поверхні Ti2C максену утворюється тонка плівка срібла, в той час як для гідрофобної взаємодії спостерігається формування окремих наночастинок. Отримано модельний зразок системи зі сформованою наночастинкою срібла на поверхні двовимірного карбіду титану для якого були досліджені сили взаємодії між максеном і наночастинкою. Окрім стаціонарного випадку взаємодія підкладка – НЧ була розглянута також при зовнішньому навантаженні. В останньому випадку були розраховані ефективні сили тертя між наночастинкою та Ti2C при трьох різних значеннях прикладеної зовнішньої сили. Показано що поступальний рух наночастинки по поверхні максену спостерігається лише у випадку максимальної зовнішньої сили.

Перелік посилань