صفر تا صد شبیه سازی خواص مکانیکی گرافین با لمپس

گرافین نام یکی از آلوتروپ های کربن است. این ماده تشکیل‌شده از یک ساختار بلوری لانه زنبوری دوبعدی است که در آن هر اتم کربن به کمک سه الکترون ظرفیت خود، با سه پیوند SP2 هیبریدیزه شده به سه اتم کربن دیگر متصل شده‌است. یک الکترون ظرفیت باقی‌مانده نیز بر روی کل صفحه گرافین و بین تمام اتم‌ها به اشتراک گذاشته‌شده و الکترون آزاد است. از نظر تاریخی برای نخستین بار در سال ۱۹۴۷ فیلیپ والاس درباره گرافین نوشت و سپس از آن زمان تلاش‌های زیادی برای ساخت آن صورت گرفته بود اما قضیه‌ای به نام قضیه مرمین – واگنر در مکانیک آماری و نظریه میدان های کوانتومی وجود داشت که ساخت یک ماده دوبعدی را غیرممکن و چنین ماده‌ای را غیرپایدار می‌دانست. اما به هر حال در سال ۲۰۰۴، آندره گایم و کنستانتین نووسلف از دانشگاه منچستر موفق به ساخت این ماده شده و نشان دادند که قضیه مرمین-واگنر نمی‌تواند کاملاً درست باشد. جایزه نوبل فیزیک ۲۰۱۰ نیز به خاطر ساخت ماده‌ای دوبعدی به این دو دانشمند تعلق گرفت.

این بسته آموزشی، یک پکیج کامل در راستای آموزش نحوه انجام تست مکانیکی بر روی نمونه گرافین ایده آل با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی و نرم افزار لمپس است. در این آموزش نحوه کشش نمونه گرافین ایده آل به صورت تک محور آموزش داده می شود. این پکیج شامل: ویدیو آموزشی، کد ورودی نرم افزار لمپس، فایل پتانسیل بین اتمی، مقاله مرجع پتانسیل، مقاله مرجع شبیه سازی به منظور صحه سنجی نتایج حاصل از شبیه سازی ما، تصاویر شبیه سازی و فایل اکسل آنالیز نتایج است. ویدیو آموزشی این بسته به صورت گام به گام توسط روزبه ثابت وند تدوین گردیده است که از مهمترین موارد پرداخته شده دراین ویدیو می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• توضیح خط به خط کد ورودی نرم افزار لمپس به منظور شبیه سازی خواص مکانیکی نمونه گرافین ایده آل تحت بارگذاری و کشش تک محوری
• بررسی شیوه ساخت و مدلسازی اتمی گرافین ایده آل با استفاده از نرم افزار VMD
• بررسی شیوه انتخاب پتانسیل بین اتمی مناسب در ساختار گرافین ایده آل
• بررسی فرایند متعادل سازی ساختار اتمی شبیه سازی شده در دما و فشار مشخص
• رسم نمودار دما و انرژی پتانسیل در حین فرایند متعادل سازی ساختار اتمی شبیه سازی شده
• نحوه نمایش ساختار شبیه سازی شده در نرم افزار VMD و مشاهده انیمیشن حاصل از شبیه سازی انجام شده
• نحوه ذخیره عکس با کیفیت از سیستم شبیه سازی شده جهت استفاده در مقاله و پایان نامه
• نحوه رسم نمودار تنش – کرنش با استفاده از نرم افزار اکسل و آنالیز نتایج حاصل از شبیه سازی انجام شده با استفاده از نرم افزار لمپس
• بررسی مقدار استحکام نهایی و مدول یانگ نمونه گرافین شبیه سازی شده
• صحه سنجی نتایج حاصل از شبیه سازی های انجام شده با یک مقاله چاپ شده معتبر

بسته آموزشی “صفر تا صد شبیه سازی خواص مکانیکی گرافین با لمپس” نیاز به هیچ پیش نیاز علمی و آموزشی نداشته و کاربر با یادگیری این بسته آموزشی قادر به  انجام شبیه سازی های دینامیک مولکولی مربوطه خواهد بود.

ویدیوی معرفی زیر نشانگر مراحل کلی طی شده در بسته آموزشی صفر تا صد شبیه سازی خواص مکانیکی گرافین با نرم افزار لمپس است.

توجه: به منظور جلوگیری از هرگونه کپی برداری غیرقانونی، گفتار مدرس از این ویدیو نمونه حذف شده است.