2013-2016 MAPEL
Multi-scale approach for prediction of electrical properties of carbon nanotube reinforced polymers
Beschreibung
Das Projekt MAPEL besch?ftigt sich mit der Entwicklung und Anwendung eines Simulationsansatzes zur Vorhersage der elektrischen Leitf?higkeit von kohlenstoffnanor?hrenverst?rkten Polymeren (CNRP). Dieser Simulationsansatz soll sowohl die atomistischen Ladungstransportmechanismen (Tunneleffekte) als auch experimentelle Ergebnisse aus der Literatur abbilden und so als ein Multi-Skalen Simulationsansatz gelten.
Der Projektpartner CMS besch?ftigt sich dabei mit der atomistischen Simulation des Ladungstransports eines CNT/Polymer/CNT-Kontaktes und liefert somit Erkenntnisse zu physikalisch sinnvollen Minimalabst?nden und Leitf?higkeitswerten auf mikroskopischer, atomarer Skala.
Die ISEMP Professur besch?ftigt sich innerhalb des Projekts mit der Entwicklung einer Simulation im mesoskopischen Bereich mithilfe der Methode der repr?sentativen Volumenelemente (RVE) auf Basis eines modifizierten Knotenpotentialverfahrens. Die Schnittstelle zu atomistischen Rechnungen liegt dabei in den Leitf?higkeitswerten für Abst?nde unterhalb eines gesetzten Wertes (CutOff), die nach dem Landauer-Büttiker-Formalismus ermittelt werden.
F?rderstelle
DFG (03/2013 - 02/2016)
Inhalt
Darstellung ausgew?hlter, aktueller Arbeiten
1.) Spezifische Leitf?higkeit im RVE in Abh?ngigkeit eines ansteigenden Volumenanteils. Deutlich zu erkennen ist der nicht-lineare Anstieg über 澳门皇冠_皇冠足球比分-劲爆体育ere Gr??enordnungen bei Erreichen der Perkolationsschwelle. Die Regressionskurven f(x) und g(x) wurden entsprechend der Perkolationstheorie angesetzt.
2.) Optionales ?Clustern“ der R?hren innerhalb des RVE. Die Startpunkte jeder neuen R?hre werden dabei innerhalb einer Kugel im RVE gesetzt. Dies hat Einfluss auf die Perkolationsschwelle, die Gr??enordnung der spezifischen Leitf?higkeit an sich und die funktionelle Abh?ngigkeit zwischen spezifischer Leitf?higkeit und Volumenanteil.
3.) Atomistische Simulationszelle mit einem CNT/Polymer/CNT-Kontakt. Gr??er und farblich dargestellte Bereiche steuern einen gr??eren Beitrag zum Ladungstransport bei.
4.) Transmissionskoeffizient für den ?bergang von Elektronen von CNT zu CNT durch Polymer in Abh?ngigkeit des Abstandes zwischen den R?hren. Zu den schwankenden Werten sind die Maxima, Minima, Mittelwerte und lineare Regressionskurven mit einem (single) und zwei (double) linearen Bereichen dargestellt.
