Вышедшие номера
Структура и динамика цепочек водородных связей молекул фтористого водорода внутри углеродных нанотрубок
Переводная версия: 10.1134/S1063783420110281
ФИЦ ХФ РАН, 0082-2014-0013
Савин А.В.1,2, Савина О.И.2
1Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, Москва, Россия
2Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова, Москва, Россия
Email: asavin@center.chph.ras.ru
Поступила в редакцию: 3 апреля 2020 г.
В окончательной редакции: 3 апреля 2020 г.
Принята к печати: 25 июня 2020 г.
Выставление онлайн: 3 августа 2020 г.

Методом молекулярной динамики показано, что молекулы фтористого водорода внутри одностенных углеродных нанотрубок с диаметром D<0.85 nm образуют плоские зигзагообразные цепочки водородных связей F-H·sF-H·sF-H·s. Цепочки, наиболее близкие по структуре к цепочке водородных связей гидроксильных групп OH, образуют молекулы фтороводорода внутри нанотрубок с индексом хиральности (6, 6) и (10, 0). В таких открытых нанотрубках с суженными краями цепочки водородных связей (FH)N могут полностью заполнять их внутреннюю полость, образуя структуру, устойчивую к тепловым колебаниям в широком диапазоне температур. В цепочках могут существовать стационарные локализованные на 3-4 звеньях цепи ориентационные дефекты, разделяющие части цепи, имеющие противоположное направление молекул FH. Молекулярные комплексы (FH)N CNT (6, 6) и (FH)N CNT (10, 0) могут выполнять роль протонопроводящих нанопроводов, в которых внешняя нанотрубка выполняет роль обмотки (изоляции), защищающей и стабилизирующей внутреннюю протонопроводящую цепочку (FH)N. Ключевые слова: нанотрубки, цепочки водородных связей, фтористый водород, транспорт протонов.
  1. J.F. Nagle, S. Tristram-Nagle. J. Membrane Biol. 74, 1-14 (1983)
  2. K.-D. Kreuer. Chem. Mater. 8, 3, 610 (1996)
  3. C. Nagamani, U. Viswanathan, C. Versek, M.T. Tuominen, S.M. Auerbach, S. Thayumanavan. Chem. Commun. 47, 6638 (2011)
  4. G. Zundel. Adv. Chem. Phys. 111, 1 (2000)
  5. F. Fillaux. J. Mol. Struct. 615, 45 (2002)
  6. V.M. Karpan, Y. Zolotaryuk, P.L. Christiansen, A.V. Zolotaryuk. Phys. Rev. E 70, 056602 (2004)
  7. G. Hummer, J. Rasaiah, J. Noworyta. Nature 414, 188 (2001)
  8. C. Dellago, M.M. Naor, G. Hummer. Phys. Rev. Lett. 90, 10, 105902 (2003)
  9. B.H.S. Mendonca, D.N. de Freitas, M.H. Kohler, R.J.C. Batista, M.C. Barbosa, A.B. de Oliveira. Physica A 517, 491 (2019)
  10. J. Chen, X.-Z. Li, Q. Zhang, A. Michaelides, E. Wang. Phys. Chem. Chem. Phys. 15, 6344 (2013)
  11. I. Hanasaki, A. Nakamura, T. Yonebayashi, S. Kawano. J. Phys.: Condens. Matter 20, 015213 (2008)
  12. M. Atoji, W.N. Lipscomb. Acta Crystallographica 7, 173 (1954)
  13. A. Roztoczynska, J. Koztowska, P. Lipkowski, W. Bartkowiak. Phys. Chem. Chem. Phys. 18, 2417 (2016)
  14. W.F. Gtari, B. Tangour. Acta Chim. Slov. 65, 289 (2018)
  15. M.E. Cournoyer, W.L. Jorgensen. Mol. Phys. 51, 119 (1984)
  16. T.R. Dyke, B.J. Howard, W. Klemperer. J. Chem. Phys. 56, 2442 (1972)
  17. А.В. Немухин. Неэмпирическое изучение динамики молекулярных систем. Журн. физ. химии 66, 4 (1992)
  18. W.D. Cornell, Wendy P. Cieplak, C.I. Bayly, I.R. Gould, K.M. Merz, D.M. Ferguson, D.C. Spellmeyer, T. Fox, J.W. Caldwell, P.A. Kollman. J. Am. Chem. Soc. 117, 19, 5179 (1995)
  19. A.V. Savin, Y.S. Kivshar, B. Hu. Phys. Rev. B 82, 195422 (2010)
  20. L. Onsager. Science 166, 3911, 1359 (1969).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.