A joint density functional and classical molecular dynamics study on interface characteristics of graphene and polyetheretherketone

Grafen, yüksek gerilme mukavemeti, yüksek Young modülü gibi mükemmel mekanik özelliklerin yanı sıra yüksek elektron hareketliliği gibi elektriksel özelliklerle karakterize edilen, atomların bal peteği düzenlemesine sahip tek katmanlı bir karbon allotropudur. Bu üstün özelliklerinden dolayı birçok teknolojik uygulamada önemli bir malzeme olarak kabul edilmektedir. Bunlar arasında grafen-polimer kompozitler, son yıllarda malzeme araştırma camiasında ilgi görmüştür. Bu kompozitlerin kullanımı, dayanıklılık ve düşük kütlenin aynı anda mecvut olmasını gerektiren havacılık gibi alanlarda özellikle önemlidir. Uygulanabilir grafen ve polimer karışımlarının test edilmesi, işlenmesi ve yapımı deneysel olarak zorluklar oluşturmaktadır. Bu nedenle, grafen ve grafen takviyeli polimer kompozitlerin sayısal modellemesi çok önemlidir. Bu tezin temel amacı, grafen ile Poli Eter Eter Keton (PEEK) polimeri arasındaki arayüzün özelliklerini Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) ve Moleküler Dinamik (MD) çerçevelerinde incelemektir. PEEK, dikkat çekici mekanik özelliklere, kimyasal dirence ve görece yüksek erime sıcaklıklarına sahip yüksek performanslı bir termoplastik polimerdir. Bu çalışmada, tek bir monomerin en küçük yapı birimlerinden gelen etkileşimlerinden başlayarak, 3, 6 ve 9 monomer zincirlerine kadar oluşturup tüm özelliklerini ortaya çıkarıyoruz. Buna ek olarak, hız, sıcaklık ve zincir uzunluğu gibi önemli parametrelerin bir fonksiyonu olarak grafen ve PEEK oligomerleri arasındaki yapışma karakteristiklerini birbirlerinin yanından geçerken görüyoruz.