基于一维纳米管化学反应机理的理论研究

纳米管通常具有独特的准一维结构，大部分非碳纳米管和具有缺陷的碳纳米管都具有较为活泼的化学性质，从而可以同很多分子和基团发生化学反应。本项目利用量子化学理论方法，研究纳米管在若干重要化学过程（如吸附、键劈裂、环加成、团簇形成等）中的潜在作用。具体包括：（1）纳米管的修饰种类（包括空位、掺杂和切割）对这些重要化学过程的影响；（2）纳米管的部位（包括管壁和端口）对这些重要化学过程的影响。本项目有望为新型纳米催化剂、纳米传感器等器件的设计和开发在理论上提供重要的线索和帮助。

探索纳米体系的结构和稳定性对理解纳米材料的生长机制及其物理及化学方面的应用有着十分重要的意义。本项目利用量子化学理论方法，研究了纳米管及相关体系在若干重要化学过程（如吸附、键劈裂、环加成、团簇形成等）中的反应机理；研究了纳米管及石墨烯有缺陷存在时的修复能力；考察了一些有望作为纳米材料基本单元的稳定性。