The superlative properties and pote

The superlative properties and potential applications of synthetic
carbon materials – particularly fullerenes [1], nanotubes
[2] and graphene [3] – illustrate their unique scientific
and technological importance and have motivated substantial
research efforts in recent years. Recent investigations of
‘‘exotic’’ carbon allotropes – including the successful synthesis
of carbyne [4] and graphdiyne [5], and the prediction of
T-carbon [6,7] – illustrate the continuing interest in all-carbon
chemistries beyond already known (and well studied) allotropes
such as fullerenes, nanotubes, and graphene [8].
Among the remaining predicted forms of carbon allotropes
[9], graphyne has been the subject of little yet continuing
interest among structural, theoretical, and synthetic scientists
due to its unknown electronic, optical, and mechanical
properties [10–15], as well as proposed practical strategies of
synthesis [14,16–18]. Although currently, large homogenous
sheets of graphyne with long-range ordered (periodic) internal
structures have not yet been reported, there are increasing
efforts in the synthesis and assembly of a class of
molecules known as dehydrobenzoannulenes (DBAs), a precursor
and subunit of graphyne [14,18]. Indeed, new synthetic
methods in annulene chemistry [19,20] now enable the
assembly of a diverse array of DBA topologies, leading to an
increasing potential and inevitable synthesis of graphyne.
For example, recently the first successful synthesis of thin
films of graphdiyne was achieved on copper substrates via a cross-coupling reaction using hexaethynylbenzene [5]. There
has been particular interest in terms of electronic properties,
motivating previous theoretical, experimental and quantumscale
studies [13,21–23]. However, the elastic and mechanical
properties, critical to successful implementation, have yet to
be explicitly determined. In addition, the search for newmodifications
of carbon has produced several new classes of macrocycles
that feature conjugated all-carbon backbones
without annellated benzene rings and display highly interesting
properties [24]. These systems – including dehydroannulenes,
expanded radialenes, radiaannulenes, expanded
‘‘Platonic’’ objects, and alleno-acetylenic macrocycles – may
well serve as precursors to graphyne in the near future [24].
In the interim, the mechanical characterization approach
outlined herein can equally be applied to such molecular substructures
to exploit the combinatorial features of mixed carbon
networks (such as unique molecular architectures based
on expanded dehydroannulenes and expanded radialenes
scaffolds).
The atomistic-level characterization techniques described
herein are equally applicable to small, graphyne-like DBA
substructures and can be immediately applied to various possible
carbon geometries. To provide immediate quantitative
comparison, there is an extensive catalogue of work currently
available regarding the mechanics of carbon nanotubes and
graphene facilitating a direct assessment of the mechanical
performance of graphyne.
Naturally occurring carbon exists in only two allotropes,
diamond and graphite, which consist of extended networks
of sp3- and sp2-hybridized carbon atoms, respectively. Other
ways to construct carbon allotropes are theoretically possible
by altering the periodic binding motif in networks consisting
of sp3-, sp2- and sp-hybridized carbon atoms [24–26].
Specifically, graphyne is a two-dimensional structure of sp–
sp2-hybridized carbon atoms (Fig. 1a), and thus graphyne
can be thought of as simply replacing one-third of the carbon–
carbon bonds in graphene by triple-bonded carbon linkages.
The presence of these acetylenic groups in these
structures introduces a rich variety of optical and electronic
properties that are quite different from those of graphene or
carbon nanotubes. Although significantly large molecular
segments of graphyne have been experimentally synthesized
[14], large regular sheets of graphyne have yet to be
achieved.
2. Methodology
A series of full atomistic calculations of mechanical test cases
is implemented here by classical molecular dynamics (MD) to
derive a simplified set of parameters to mechanically characterize
monolayer graphyne. Similar approaches have been
used for the characterization of carbon nanotubes [27] and
graphene systems [28]. The test suite implemented consists
of the following three loading cases: (i) a stacked assembly
of two sheets to determine the adhesion energy per unit area,
c, as well as effective sheet thickness, dvdW; (ii) uniaxial tensile
loading to determine in-plane stiffness, or Young’s modulus,
E, and; (iii) out-of-plane bending to determine the bending
stiffness per unit width, D. The test suite is applied using a
graphyne sheet of approximately 100 · 100A°
in dimension
as depicted in Fig. 1b. The open carbon edges of graphyne
are not chemically stable in ambient environment, and we
terminate them covalently with hydrogen atoms. A relatively
small material model of finite size (non-periodic boundary
conditions) was chosen partly due to the potential synthesis
of graphyne, which arise from annulene chemistry (that is,
DBA precursors). As such, graphyne, unlike graphene, may
be fabricated piece-wise from molecular building blocks,
and achieve specimens similar in scale to our current model
system and thus allowing for a direct comparison in finitesize
systems.
The full atomistic investigations utilize the ReaxFF potential
for carbon–carbon interactions [29,30]. The first-principles-
based ReaxFF force field has been shown to provide
an accurate account of the chemical and mechanical behavior
of hydrocarbons, graphite, diamond, carbon nanotubes,
and other carbon nanostructures [31–33] while it is capable
of treating thousands of atoms with near quantum-chemical
accuracy. Other reactive force fields have also been used
in recent studies of the mechanics of carbon materials and
may be similarly suitable for graphyne. These include the
AIREBO potential [34,35] and the long-range carbon bond-order
potential, LCBOPII [36], both successfully implemented
in previous studies of graphene [37,38], for example. Graphyne
offers a more challenging system for such potentials, as
the force field must accurately capture the possibilities for
bond alternation and conjugation between the acetylene
and the aromatic units absent in pristine graphene systems.
The version of the ReaxFF force field used here is that reported
by Chenoweth et al. [29]. The time step is chosen
to be on the order of a fraction of femtoseconds (0.2 ·
1015 s). It is noted that such a small time step was implemented
to ensure the stability of the simulations and reflect
the relatively high vibrational frequency of the triplebonded
acetylenic groups. All full atomistic simulations
are subject to a microcanonical (NVT) ensemble, carried
out at a temperature of 10 K to limit temperature fluctuations,
thereby approximating molecular mechanics. Temperature
control was achieved using a Berendsen thermostat
[39], with a damping parameter of 100 fs (500 time steps)
limiting temperature fluctuations to approximately ±1 K
during dynamic simulation. All MD simulations are performed
using the massively paralyzed modeling code LAMMPS
(Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel
Simulator1) [40] capable of running on large computing
clusters. Energy minimization runs of the system are performed
using a conjugate-gradient algorithm with an energy-
convergence criterion implemented in the LAMMPS
code. A tolerance of relative energies between minimization
iterations is set at 0.0 with a force tolerance of 108 to ensure
a sufficiently minimized system. As a result, energy
minimization is terminated via a line-search criterion triggered
by nominal atomic movement between iterations.

Results (Thai) 1:

คุณสมบัติชั้นเยี่ยมและโปรแกรมประยุกต์อาจเกิดขึ้นของหนังสังเคราะห์
วัสดุคาร์บอน – โดยเฉพาะอย่างยิ่ง fullerenes [1], nanotubes
[2] และ [3] – graphene แสดงตนเฉพาะวิทยาศาสตร์
และความสำคัญของเทคโนโลยี และมีแรงจูงใจสำคัญ
วิจัยความพยายามในปีที่ผ่านมา ตรวจสอบล่าสุดของ
'' แปลกใหม่ '' คาร์บอน allotropes – รวมทั้งสังเคราะห์สำเร็จ
carbyne [4] และ graphdiyne [5], และคำทำนายของ
T-คาร์บอน [6,7] – แสดงสนใจต่อในคาร์บอนทั้งหมด
chemistries เกิน allotropes แล้วรู้จัก (และเรียนดี)
fullerenes, nanotubes และ graphene [8] .
ระหว่างแบบคาดการณ์ส่วนที่เหลือของคาร์บอน allotropes
[9], graphyne แล้วเรื่องเล็กน้อยแต่ต่อไป
สนใจระหว่างโครงสร้าง ทฤษฎี และนักวิทยาศาสตร์สังเคราะห์
เนื่องจากไม่ทราบ แสง และอิเล็กทรอนิกส์เครื่องกล
คุณสมบัติ [10 – 15], เป็นกลยุทธ์ทางปฏิบัติเสนอ
[14,16-18] การสังเคราะห์ แม้ขณะนี้ ขนาดใหญ่ให้
แผ่น graphyne กับพิสัยสั่ง (เป็นครั้งคราว) ภายใน
ไม่มีการรายงานโครงสร้าง มีเพิ่ม
ความพยายามในการสังเคราะห์และแอสเซมบลีของคลาสของ
โมเลกุลที่เรียกว่า dehydrobenzoannulenes (DBAs), สารตั้งต้น
และย่อยของ graphyne [14,18] แน่นอน หนังสังเคราะห์ใหม่
วิธีเคมี annulene [19,20] ตอนนี้เปิดใช้งานการ
แอสเซมบลีของอาร์เรย์ที่มีความหลากหลายของ DBA โท นำไปสู่การ
เพิ่มศักยภาพ และหลีกเลี่ยงการสังเคราะห์ของ graphyne
เช่น เพิ่งแรกประสบความสำเร็จสร้างบาง
ฟิล์ม graphdiyne สำเร็จบนพื้นผิวทองแดงผ่านปฏิกิริยาข้ามคลัปที่ใช้ hexaethynylbenzene [5] มี
ได้สนใจเฉพาะในแง่ของคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์,
ก่อนหน้านี้สร้างแรงจูงใจทฤษฎี ทดลอง และ quantumscale
[13,21-23] การศึกษา อย่างไรก็ตาม ยางยืดและเครื่องกล
คุณสมบัติ ความสำคัญต่อการดำเนินงานประสบความสำเร็จ ยัง
ถูกกำหนดอย่างชัดเจน นอกจากนี้ การค้นหา newmodifications
ของคาร์บอนมีผลิตหลายชั้นเรียนใหม่ของ macrocycles
คุณลักษณะที่กลวง backbones คาร์บอนทั้งหมด
ไม่ มีวงแหวนเบนซีน annellated และการแสดงที่น่าสนใจมาก
คุณสมบัติ [24] ระบบเหล่านี้รวมถึง dehydroannulenes,
ขยาย radialenes, radiaannulenes ขยาย
'' Platonic'' วัตถุ และ macrocycles alleno acetylenic – อาจ
ดีทำหน้าที่เป็น precursors เพื่อ graphyne ในอนาคต [24] .
ใน วิธีจำแนกกล
อธิบายนี้เท่า ๆ กันใช้ substructures เช่นโมเลกุล
เพื่อสืบหาลักษณะปัญหาของคาร์บอนผสม
เครือข่าย (เช่นสถาปัตยกรรมโมเลกุลเฉพาะตาม
ขยาย dehydroannulenes และ radialenes ขยาย
scaffolds) ได้
เทคนิคการจำแนกระดับ atomistic อธิบาย
นี้จะใช้เท่า ๆ กันกับขนาดเล็ก DBA เช่น graphyne
substructures และทันทีใช้ได้ต่าง ๆ
คาร์บอนรูปทรงเรขาคณิต ให้ทันทีประมาณ
เปรียบเทียบ ปัจจุบันมีแคตตาล็อกครอบคลุมงาน
ว่างเกี่ยวกับกลศาสตร์ของคาร์บอน nanotubes และ
graphene ที่อำนวยความสะดวกในการประเมินโดยตรงของเครื่องจักรกล
ประสิทธิภาพของ graphyne
ธรรมชาติคาร์บอนเกิดขึ้นอยู่ในสอง allotropes,
เพชรและแกรไฟต์ ซึ่งประกอบด้วยเครือข่ายขยาย
ของ sp3 - และ sp2-เป็นคาร์บอนอะตอม ตามลำดับ อื่น ๆ
วิธีสร้างคาร์บอน allotropes เป็นไปตามหลักวิชาได้
โดยดัดแปลงแปลนผูกเป็นครั้งคราวในเครือข่ายประกอบด้วย
sp3- sp2 - และ sp-เป็นคาร์บอนอะตอม [24-26] การ
โดยเฉพาะ graphyne เป็นโครงสร้างสองมิติของ sp-
อะตอมคาร์บอนที่เป็น sp2 (Fig. 1a), และ graphyne
สามารถคิดเป็นเพียงแทนหนึ่งในสามของคาร์บอน –
พันธบัตรคาร์บอนใน graphene โดยคาร์บอนที่ถูกผูกมัดทริลิงค์ได้
ของกลุ่ม acetylenic ในนี้
โครงสร้างแนะนำหลากหลายรวยแสง และอิเล็กทรอนิกส์
คุณสมบัติที่แตกต่างจากบรรดา graphene หรือ
คาร์บอน nanotubes ขนาดใหญ่อย่างมีนัยสำคัญแม้ว่าโมเลกุล
ของ graphyne มีการสังเคราะห์ experimentally
[14], แผ่นใหญ่ปกติของ graphyne ยังไม่ถูก
สำเร็จ
2 วิธี
ชุดคำนวณเต็ม atomistic กรณีทดสอบกล
จะดำเนินการที่นี่ โดยคลาสสิกโมเลกุล dynamics (MD) ให้
มาชุดง่ายของพารามิเตอร์เพื่อกำหนดลักษณะกลไก
monolayer graphyne วิธีคล้ายกันได้
ใช้สำหรับคุณสมบัติของคาร์บอน nanotubes [27] และ
graphene ระบบ [28] ประกอบด้วยชุดการทดสอบที่ใช้
สามต่อการโหลดกรณี: (i) ประกอบซ้อน
แผ่นที่สองเพื่อกำหนดพลังงานยึดเกาะต่อหน่วยพื้นที่,
c ตลอดจนความหนาของแผ่นที่มีประสิทธิภาพ dvdW (ii) uniaxial แรงดึง
โหลดการกำหนดความแข็งในเครื่องบิน หรือโมดูลัสของยัง,
E และ (iii) ออกของเครื่องบินไปตรวจสอบดัด
ตึงต่อหน่วยความกว้าง d ใช้ชุดทดสอบใช้กับ
graphyne ·ประมาณ 100 แผ่น 100A °
ในมิติ
ที่แสดงใน Fig. 1b ขอบคาร์บอนเปิด graphyne
ไม่มีสารเคมีในสภาวะสิ่งแวดล้อม และเรา
ยุติพวกเขา covalently กับไฮโดรเจนอะตอม A ค่อนข้าง
รุ่นเล็กวัสดุขนาดจำกัด (ขอบเขตไม่ใช่ประจำงวด
เงื่อนไข) ถูกเลือกเพียงบางส่วนเนื่องจากการสังเคราะห์อาจ
ของ graphyne ซึ่งเกิดขึ้นจากเคมี annulene (นั่นคือ,
DBA precursors) เช่น graphyne ซึ่งแตกต่างจาก graphene อาจ
จะหลังสร้างจากโมเลกุลประกอบ piece-wise
และไว้เป็นตัวอย่างที่คล้ายกันในรุ่นของเราปัจจุบัน
ระบบและทำ การเปรียบเทียบโดยตรงใน finitesize
ระบบการ
สืบสวนเต็ม atomistic ใช้ศักยภาพ ReaxFF
สำหรับคาร์บอนคาร์บอนโต้ตอบ [29,30] แรก -หลัก-
ฟิลด์บังคับ ReaxFF ตามที่ได้รับการแสดงเพื่อให้
บัญชีถูกต้องของการทำงานเคมี และเครื่องจักรกล
ของสารไฮโดรคาร์บอน แกรไฟต์ ไดมอนด์ คาร์บอน nanotubes,
และอื่น ๆ คาร์บอน nanostructures [31 – 33] ในขณะที่มีความสามารถใน
การรักษาหลายพันอะตอมกับเคมีควอนตัมใกล้
ถูกต้อง ใช้ฟิลด์อื่น ๆ แรงปฏิกิริยายัง
ในการศึกษาล่าสุดของกลศาสตร์ของวัสดุคาร์บอน และ
อาจจะทำนองเดียวกันเหมาะสำหรับ graphyne รวมถึง
AIREBO ศักยภาพ [34,35] และพันธะคาร์บอนพิสัยใบสั่ง
ศักยภาพ LCBOPII [36], ทั้งสองดำเนินการเรียบร้อย
ในการศึกษาก่อนหน้านี้ของ graphene [37,38], ตัวอย่าง Graphyne
มีระบบขึ้นสำหรับศักยภาพดังกล่าว เป็น
ฟิลด์บังคับต้องจับถูกต้อง
พันธบัตร alternation และ conjugation ระหว่างกับอะเซทิลีนการ
และหน่วยหอมขาดในระบบ graphene บริสุทธิ์.
รุ่นฟิลด์บังคับ ReaxFF ที่ใช้ที่นี่เป็นที่รายงาน
โดย Chenoweth et al. [29] เลือกขั้นตอนเวลา
เป็นขั้นถูกกว่า femtoseconds (0.2 ·
10 15 s) ตั้งข้อสังเกตว่า มีการใช้งานเช่นขั้นตอนเวลาเล็ก
ให้ความมั่นคงของแบบจำลอง และแสดง
ความถี่ vibrational ค่อนข้างสูงของ triplebonded
กลุ่ม acetylenic ทั้งหมดเต็มจำลอง atomistic
อาจมีวงดนตรี microcanonical (NVT) ดำเนินการ
ออกอุณหภูมิ 10 K เพื่อจำกัดความผันผวนของอุณหภูมิ,
ระหว่างกลศาสตร์โมเลกุลจึง อุณหภูมิ
ควบคุมสำเร็จใช้อุณหภูมิ Berendsen
[39], ด้วยพารามิเตอร์ damping ของ 100 fs (500 ครั้งตอน)
จำกัดความผันผวนของอุณหภูมิจะประมาณ ±1 K
ระหว่างการจำลองแบบไดนามิก ดำเนินการทั้งหมด MD จำลอง
ใช้รหัสโมเดลอัมพาตอย่างหนาแน่น LAMMPS
(Large-scale อะตอม/โมเลกุลอย่างหนาแน่นขนาน
Simulator1) [40] สามารถเรียกใช้บนคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดใหญ่
คลัสเตอร์ ดำเนินการทำการลดพลังงานของระบบ
ใช้อัลกอริทึมการไล่ระดับสีค่าสังยุค มีพลังงานมี-
เกณฑ์บรรจบกันที่นำมาใช้ในการ LAMMPS
รหัส การยอมรับพลังงานสัมพัทธ์ระหว่างการลด
ซ้ำไว้ที่ 0.0 มีกองทัพที่ 8 10 ให้
ระบบย่อพอ เป็นผล พลังงาน
หยุดลดภาระผ่านเงื่อนไขการค้นหาบรรทัดที่ทริกเกอร์
โดยเคลื่อนย้ายอะตอมระบุระหว่างซ้ำ

Results (Thai) 3:

คุณสมบัติสุดยอดและศักยภาพของการใช้วัสดุคาร์บอนสังเคราะห์
–โดยเฉพาะคาร์บอนนาโนทิวบ์
[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] และ กราฟีน ( แสดงเฉพาะทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่สำคัญ และมีแรงบันดาลใจ

มีความพยายามอย่างมากในปีที่ผ่านมา ล่าสุดการตรวจสอบ
''exotic ' คาร์บอน ' รื้อถอน–รวมทั้งการสังเคราะห์
ประสบความสำเร็จของ carbyne [ 4 ] และ graphdiyne [ 5 ] และการคาดการณ์
ที คาร์บอน [ 6 , 7 ] ) แสดงให้เห็นถึงความสนใจอย่างต่อเนื่องในเคมีคาร์บอน
ทั้งหมดเกินอยู่แล้ว ( และศึกษาดี ) รื้อถอน
เช่นคาร์บอนนาโนทิวป์ และกราฟีน [ 8 ] .
ในหมู่ที่เหลือทำนายรูปแบบของคาร์บอนรื้อถอน
[ 9 ] , graphyne ได้รับเรื่องของเล็ก ๆน้อย ๆแต่ต่อเนื่อง
ดอกเบี้ยระหว่างโครงสร้างเชิงทฤษฎีและนักวิทยาศาสตร์สังเคราะห์
เนื่องจากไม่ทราบอิเล็กทรอนิกส์ แสง และคุณสมบัติเชิงกล
[ 10 – 15 ] เช่นเดียวกับการนำเสนอการปฏิบัติกลยุทธ์ของ
สังเคราะห์ [ 14,16 – 18 ] แม้ว่าในปัจจุบัน แผ่น homogenous
ขนาดใหญ่ของ graphyne กับการสั่ง ( ตารางธาตุ ) โครงสร้างภายใน
ยังไม่ได้รับรายงานว่า มีการเพิ่ม
ความพยายามในการสังเคราะห์และการประกอบการเรียน
โมเลกุลที่รู้จักกันเป็น dehydrobenzoannulenes ( DBAs ) , สารตั้งต้น
ย่อยของ graphyne [ 14,18 ] แน่นอน วิธีการใหม่ใน annulene เคมีสังเคราะห์
[ ]
19,20 ตอนนี้ใช้ประกอบของอาร์เรย์ที่หลากหลายของ DBA topologies นําไป
เพิ่มศักยภาพและแน่นอนการสังเคราะห์ graphyne .
ตัวอย่างเช่นเมื่อเร็ว ๆนี้ครั้งแรกประสบความสำเร็จสังเคราะห์บาง
ฟิล์ม graphdiyne สําเร็จบนพื้นผิวทองแดงผ่านข้ามคู่ปฏิกิริยาโดยใช้ hexaethynylbenzene [ 5 ] มี
มีความสนใจเฉพาะในแง่คุณสมบัติอิเล็กทรอนิกส์
กระตุ้นก่อนทดลองและศึกษาทฤษฎี quantumscale
13,21 ) [ 23 ] อย่างไรก็ตาม ยืดหยุ่น และเครื่องจักรกล
คุณสมบัติสำคัญที่จะประสบความสำเร็จการดำเนินงานยัง
เป็นอย่างชัดเจนกำหนดนอกจากนี้ การค้นหา newmodifications
ของคาร์บอนได้ผลิตใหม่หลายชั้นของ macrocycles
ว่าคุณลักษณะทั้งหมดและ backbones คาร์บอน
โดยไม่ annellated แหวนน้ำมันเบนซินและการแสดงที่น่าสนใจ
สูงคุณสมบัติ [ 24 ] ระบบเหล่านี้ ( ซึ่ง dehydroannulenes
radialenes radiaannulenes , ขยาย , ขยาย
''platonic ' ' วัตถุและ alleno acetylenic macrocycles –อาจ
ก็ใช้เป็นสารตั้งต้นเพื่อ graphyne ในอนาคตอันใกล้ [ 24 ] .
ในกาล วิธีการที่ระบุไว้ในที่นี้สามารถเท่าเทียมกันเป็นเครื่องจักรกล

substructures ประยุกต์เช่นโมเลกุลเพื่อใช้ประโยชน์จากคุณลักษณะการของเครือข่ายคาร์บอน
ผสม ( เช่นเฉพาะโมเลกุลสถาปัตยกรรมตาม
บน dehydroannulenes ขยายและขยาย radialenes

Scaffolds )ระดับปรมาณู การใช้เทคนิคที่อธิบายไว้ในที่นี้คือ

substructures ขนาดเล็ก graphyne เช่น DBA และสามารถใช้ทันทีเพื่อต่างๆเป็นไปได้
คาร์บอนเรขาคณิต . ให้ทันที
เปรียบเทียบเชิงปริมาณ มีรายการที่กว้างขวางของการทำงานในปัจจุบัน
ใช้ได้เกี่ยวกับกลศาสตร์ของคาร์บอนและ
กราฟีนที่เอื้อต่อการประเมินโดยตรงของเชิงกลของ graphyne
.
ธรรมชาติคาร์บอนที่มีอยู่ในเพียงสองรื้อถอน
, เพชรและแกรไฟต์ ซึ่งประกอบด้วยเครือข่ายขยาย
ของ SP3 และ SP2 ) อะตอม คาร์บอน ตามลำดับ วิธีอื่น ๆเพื่อสร้างรื้อถอนคาร์บอน

เป็นไปได้ในทางทฤษฎี โดยการเปลี่ยนแปลงบรรทัดฐานผูกพันเป็นระยะในเครือข่ายประกอบด้วย
ของ SP3 - ,SP2 - SP ) อะตอมของคาร์บอน [ 24 – 26 ] .
โดยเฉพาะ graphyne เป็นโครงสร้างสองมิติของ SP -
SP2 ) อะตอมคาร์บอน ( รูปที่ 1 ) ซึ่ง graphyne
สามารถคิดเป็นเพียงแทนที่หนึ่งในสามของคาร์บอนและคาร์บอนพันธบัตรในแกรฟีน โดยสาม

มีความเชื่อมโยงผูกพัน คาร์บอน ของเหล่านี้ acetylenic
กลุ่มเหล่านี้โครงสร้างแนะนำหลากหลายของแสงและคุณสมบัติอิเล็กทรอนิกส์
ที่ค่อนข้างแตกต่างจากที่ของกราฟีนหรือ
นาโนคาร์บอน แม้ว่าทางส่วนของโมเลกุลที่ใหญ่
graphyne ได้ทดลองสังเคราะห์
[ 14 ] แผ่นธรรมดามากที่ยังไม่ได้รับความ graphyne
.
2 วิธีการ
ชุดของการเต็มรูปแบบของกรณีทดสอบเครื่องจักรกล
ปรมาณูดำเนินการโดยวิธีพลศาสตร์โมเลกุลคลาสสิก ( MD )

ได้มาง่าย ชุดของพารามิเตอร์ในการอธิบายอย่าง graphyne
. วิธีการที่คล้ายกันมีการใช้ในลักษณะของนาโน
[ ]
คาร์บอน 27 และระบบกราฟีน [ 28 ] ชุดทดสอบที่ใช้ประกอบด้วย
ของสามโหลดดังนี้ ( i )
ซ้อนประกอบสองแผ่นเพื่อตรวจสอบการใช้พลังงานต่อหน่วยพื้นที่ ,
c เช่นเดียวกับที่มีประสิทธิภาพแผ่น ความหนา dvdw ; ( 2 ) แรงดึงแรงอัด
โหลดหาในตึงหรือโมดูลัส
, E , และ ( iii ) การดัดเพื่อตรวจสอบความแข็งแรงดัด
ต่อความกว้างหน่วยเครื่องบิน D ชุดทดสอบที่ใช้ใช้
graphyne แผ่นประมาณ 100 ด้วย 100 องศา

ในมิติที่ภาพในรูปที่ 1 บีเปิดขอบคาร์บอนของ graphyne
ไม่เสถียรทางเคมีในสภาพแวดล้อมรอบข้าง และเรา
ยุติพวกเขา covalently กับไฮโดรเจนอะตอม ค่อนข้างเล็กรูปแบบขนาดวัสดุ
( ไม่ ) จำกัดขอบเขต
เงื่อนไข ) คือเลือกส่วนหนึ่งเนื่องจากศักยภาพการสังเคราะห์
ของ graphyne ซึ่งเกิดขึ้นจากเคมี annulene ( คือ
DBA ตั้งต้น ) เช่น graphyne แตกต่างจาก graphene อาจ
สามารถประดิษฐ์ชิ้นปัญญาจากบล็อกการสร้างโมเลกุล และบรรลุผลที่คล้ายกันในขนาดตัวอย่าง

ระบบรูปแบบของเราในปัจจุบันและจึงช่วยให้สำหรับการเปรียบเทียบโดยตรงในระบบ finitesize
.
เต็มศักยภาพการใช้ reaxff ปรมาณูคาร์บอนคาร์บอนปฏิสัมพันธ์ [
) ตกแต่งอย่างดี ] แรกหลักการ -
ตาม reaxff สนามพลังได้ถูกแสดงให้
บัญชีที่ถูกต้องของสารเคมีและพฤติกรรมเชิงกลของไฮโดรคาร์บอน , คาร์บอนกราไฟท์ , เพชร , และ อื่น ๆ , นาโนคาร์บอน
[ 31 33 ] ในขณะที่มันมีความสามารถ
รักษานับพันของอะตอมที่มีความถูกต้องใกล้ควอนตัมเคมี

ด้านปฏิกิริยาแรงอื่น ๆนอกจากนี้ยังมีใช้
ในการศึกษาล่าสุดของกลศาสตร์ของวัสดุคาร์บอน และอาจจะเหมาะสำหรับ graphyne
เดียวกัน .เหล่านี้รวมถึง
[ ศักยภาพ airebo 34,35 ] และศักยภาพเพื่อพันธบัตรคาร์บอน
ระยะไกล , lcbopii [ 36 ] ทั้งเรียบร้อยแล้วใช้
ในการศึกษาก่อนหน้านี้ของกราฟีน [ 37,38 ] ตัวอย่างเช่น graphyne
มีความท้าทายมากขึ้นเพื่อศักยภาพดังกล่าว เป็นสนามพลังต้องถูกต้อง

จับโอกาสและพันธบัตรการสลับระหว่างอะเซทิลีน
และหอมหน่วยไม่อยู่ในระบบกราฟีนบริสุทธิ์
รุ่นของ reaxff สนามพลังที่ใช้ที่นี่เป็นที่รายงาน
โดยทั้งสอง et al . [ 29 ] เวลาเดินเลือก
เป็นคำสั่งของเศษส่วนของ femtoseconds ( 0.2 ด้วย
10  15 s ) มันเป็นข้อสังเกตว่า เวลานี้ขั้นตอนเล็ก ๆใช้
เพื่อให้มั่นใจเสถียรภาพของแบบจำลองและสะท้อน
ความถี่ของการสั่นสะเทือนที่ค่อนข้างสูงของ triplebonded
acetylenic กลุ่ม ทั้งหมดเต็มรูปแบบจำลองปรมาณู
อาจมีการ microcanonical ( nvt ) วงดนตรีหาม
ออกที่อุณหภูมิ 10 k
งบประมาณจำกัด ความผันผวนของอุณหภูมิ , กลศาสตร์โมเลกุล การควบคุมอุณหภูมิเท่ากับอุณหภูมิใช้ berendsen

[ 39 ] , กับพารามิเตอร์แบบ 100 FS ( 500 เวลาขั้นตอน )
การจํากัดความผันผวนของอุณหภูมิประมาณ± 1 K
ในระหว่างการจำลองพลศาสตร์ . จำลอง MD ทั้งหมดจะดำเนินการโดยใช้รหัสเป็นอัมพาตแบบมากมายก่ายกอง

( lammps อะตอม / โมเลกุลขนาดใหญ่ขนาน massively
simulator1 ) [ 40 ] ความสามารถในการรันบนคลัสเตอร์คอมพิวเตอร์
ขนาดใหญ่ การลดพลังงานของระบบจะทำการรันโดยใช้ขั้นตอนวิธีการผัน
-
กับพลังงานการลู่เข้าเกณฑ์ที่ใช้ใน lammps
รหัส ความอดทนของพลังงานสัมพัทธ์ระหว่างลด
ซ้ำตั้ง 0.0 ด้วยพลังความอดทนของ  8 เพื่อให้ 10
พอสมควรลดระบบ เป็นผลให้ลดพลังงาน
สิ้นสุดผ่านสายค้นหาเกณฑ์กระตุ้น
โดยการเคลื่อนไหวระหว่างอะตอมในการทำซ้ำ .