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Engineering

Asfalto auto-riparante avanzato rinforzato da strutture di grafene: un'intuizione atomistica

Published: May 31, 2022 doi: 10.3791/63303
Automatic Translation
*1, *1, 1
1Department of Architecture and Civil Engineering, City University of Hong Kong
* These authors contributed equally

Summary

Il nanocomposito di asfalto modificato con grafene ha mostrato una capacità avanzata di auto-guarigione rispetto all'asfalto puro. In questo protocollo, sono state applicate simulazioni di dinamica molecolare al fine di comprendere il ruolo del grafene nel processo di auto-guarigione e di esplorare il meccanismo di auto-guarigione dei componenti dell'asfalto dal livello atomistico.

Abstract

Il grafene può migliorare le proprietà di auto-guarigione dell'asfalto con un'elevata durata. Tuttavia, i comportamenti di auto-guarigione del nanocomposito di asfalto modificato con grafene e il ruolo del grafene incorporato non sono ancora chiari in questa fase. In questo studio, le proprietà di auto-guarigione dell'asfalto puro e dell'asfalto modificato con grafene sono studiate attraverso simulazioni di dinamica molecolare. Vengono introdotte le rinfuse di asfalto con due larghezze di fessura e posizioni per il grafene e vengono analizzate le interazioni molecolari tra i componenti dell'asfalto e il foglio di grafene. I risultati mostrano che la posizione del grafene influisce in modo significativo sui comportamenti di auto-guarigione dell'asfalto. Il grafene vicino alla superficie della fessura può accelerare notevolmente il processo di auto-guarigione interagendo con le molecole aromatiche attraverso l'impilamento π-π, mentre il grafene nella zona superiore della punta della fessura ha un impatto minore sul processo. Il processo di auto-guarigione dell'asfalto passa attraverso il riorientamento delle molecole aromatiche di asfaltene, aromatiche polari e naftene e il ponte di molecole sature tra le superfici delle fessure. Questa comprensione approfondita del meccanismo di auto-guarigione contribuisce alla conoscenza del miglioramento delle proprietà di auto-guarigione, che aiuterà a sviluppare pavimentazioni in asfalto durevoli.

Introduction

Il deterioramento sotto carichi giornalieri del veicolo e le condizioni ambientali varianti e l'invecchiamento dell'asfalto durante il servizio provocano degrado o addirittura cedimenti strutturali, ad esempio fessurazioni e raveling, che possono indebolire ulteriormente la durata delle pavimentazioni in asfalto. La risposta intrinseca dell'asfalto alla riparazione di micro-crepe e vuoti lo aiuta automaticamente a riprendersi dai danni e ripristinare la forza1. Questa capacità di auto-guarigione può prolungare considerevolmente la durata dell'asfalto, risparmiare sui costi di manutenzione e ridurre l'emissione di gas serra 2,3. Il comportamento di autoguarigione dell'asfalto dipende generalmente da diversi fattori di influenza, tra cui la sua composizione chimica, il grado di danno e le condizioni ambientali4. Si desidera migliorare la capacità di autoguarigione dell'asfalto che può guarire completamente i danni in un breve periodo; ciò ha attirato un ampio interesse di ricerca per migliorare le prestazioni meccaniche e la durata delle pavimentazioni in asfalto nell'ambito dell'ingegneria civile.

I nuovi metodi per migliorare la capacità di auto-guarigione dell'asfalto includono principalmente tre approcci - inducendo il riscaldamento, la guarigione dell'incapsulamento e incorporando nanomateriali - che possono essere applicati individualmente o contemporaneamente5,6. Indurre il riscaldamento può migliorare significativamente la mobilità dell'asfalto e attivare la sua auto-guarigione per il recupero7. La tecnologia di autoguarigione dell'asfalto inducendo il riscaldamento può essere attribuita alla tecnica di autoguarigione assistita, che indica che le proprietà di autoguarigione dell'asfalto sono migliorate da stimoli esterni. L'obiettivo dell'aggiunta delle fibre di lana d'acciaio è quello di migliorare la conduttività elettrica in modo da aumentare la capacità di guarigione del legante dell'asfalto8. L'approccio per indurre calore è quello di esporre queste fibre elettricamente conduttive al campo elettromagnetico alternato ad alta frequenza, che può indurre correnti parassite, e l'energia termica può diffondersi nel legante dell'asfalto dalle fibre conduttive9. Le fibre di lana d'acciaio migliorano non solo la conduttività elettrica ma anche la conduttività termica, entrambe le quali possono influenzare positivamente le proprietà di auto-guarigione dell'asfalto. Tuttavia, è difficile selezionare il tempo di miscelazione corretto per le fibre10. La lunghezza delle fibre diminuisce con l'aumentare del tempo di miscelazione e influenza la conduttività termica, mentre la diminuzione del tempo di miscelazione porta a gruppi di fibre e impedisce le proprietà meccaniche dell'asfalto9. Il metodo di incapsulamento può fornire componenti leggeri di asfalto invecchiato come aromatici e saturi e rinfrescare la capacità di auto-guarigione dell'asfalto11,12. Tuttavia, questo è un trattamento una tantum e i materiali curativi non possono essere reintegrati dopo il rilascio. Con lo sviluppo della nanotecnologia, i nanomateriali sono diventati promettenti modificatori per migliorare i materiali a base di asfalto. I leganti per asfalto incorporati con nanomateriali presentano una migliore conduttività termica e proprietà meccaniche13. Il grafene con eccellenti prestazioni meccaniche e alte prestazioni termiche è considerato un ottimo candidato per migliorare la capacità di autoguarigione dell'asfalto14,15,16,17. Le maggiori proprietà curative dell'asfalto modificato con grafene possono essere attribuite al fatto che il grafene aumenta la capacità del legante dell'asfalto di essere riscaldato e produrre trasferimento di calore all'interno del legante dell'asfalto, il che significa che l'asfalto modificato con grafene può essere riscaldato più rapidamente e raggiungere temperature più elevate rispetto all'asfalto puro.18. Il calore generato può essere trasferito attraverso l'asfalto modificato con grafene a una velocità maggiore rispetto a quella attraverso l'asfalto puro. La regione di fessurazione del legante dell'asfalto può essere influenzata facilmente e guarita più velocemente dal flusso di calore con temperature più elevate e maggiore capacità di riscaldamento. La reazione di auto-guarigione inizierà se l'energia che è uguale o maggiore dell'energia di attivazione di guarigione esiste sulla superficie della fessura dell'asfalto19. Il grafene può migliorare le prestazioni di guarigione dell'attivazione termica e accelerare il tasso di guarigione dell'asfalto19,20. Inoltre, il grafene può risparmiare energia di riscaldamento fino al 50% durante il processo di guarigione, il che può avvantaggiare l'efficienza energetica e ridurre i costi di manutenzione.21. Come materiale assorbente per microonde, il grafene è segnalato per migliorare la capacità di guarigione dell'asfalto durante il periodo di riposo del riscaldamento a microonde22. Si prevede che l'aggiunta di grafene nell'asfalto migliorerà non solo le prestazioni meccaniche ma anche la capacità di auto-guarigione e risparmio energetico, che richiede una conoscenza approfondita del meccanismo di auto-guarigione.

L'autoguarigione su scala nanometrica è dovuta principalmente alla bagnatura e alla diffusione di molecole di asfalto alle facce fratturate23. Poiché l'asfalto è costituito da varie molecole polari e non polari, la sua capacità di auto-guarigione è fortemente correlata alle interazioni molecolari e ai movimenti delle molecole di asfalto di diversi componenti1. Tuttavia, la ricerca attuale si basa principalmente su tecniche sperimentali per quantificare le proprietà meccaniche macroscopiche, che causano informazioni mancanti nel cambiamento delle microstrutture e nelle interazioni tra le molecole di asfalto quando si cerca di comprendere il meccanismo di guarigione. Anche il meccanismo di rinforzo del grafene nella capacità di auto-guarigione dell'asfalto non è chiaro in questa fase. Le simulazioni di dinamica molecolare (MD) svolgono un ruolo influente nello studio delle interazioni molecolari e dei movimenti dei sistemi nanocompositi e collegano la deformazione microstrutturale con le interazioni e i movimenti molecolari 24,25,26,27,28,29,30,31 . Le simulazioni MD sono diventate sempre più popolari per l'analisi dei comportamenti dei materiali a cui non è possibile accedere facilmente dagli esperimenti32,33. Studi esistenti hanno dimostrato la fattibilità e la disponibilità di simulazioni MD in sistemi di asfalto; la coesione, l'adesione, l'invecchiamento e le proprietà termomeccaniche dell'asfalto e dei compositi di asfalto possono essere esplorate dalle simulazioni MD 34,35,36,37. I comportamenti di auto-guarigione dell'asfalto possono anche essere previsti dalle simulazioni MD 38,39,40. Pertanto, si ritiene che l'indagine utilizzando simulazioni MD sia un modo efficace per comprendere sia i meccanismi di auto-guarigione che quelli di rinforzo.

Gli obiettivi di questo studio sono di indagare i comportamenti di auto-guarigione dei nanocompositi di asfalto puro e grafene modificato e di comprendere il ruolo del grafene nel migliorare la capacità di guarigione dell'asfalto attraverso simulazioni MD. Le simulazioni autoriparanti di asfalto puro e compositi di asfalto modificato con grafene vengono eseguite introducendo crepe nelle strutture iniziali. Le capacità di auto-guarigione sono caratterizzate dal contorno dei numeri di atomi, dal riorientamento e dall'entanglement delle molecole sulla faccia fratturata e dalla mobilità dei componenti dell'asfalto durante i processi di auto-guarigione. Studiando l'efficienza di guarigione del grafene in diversi siti, viene svelato il meccanismo di rinforzo del grafene che contribuisce alle capacità di auto-guarigione dell'asfalto, che può aiutare con il monitoraggio dei nanofiller in modo ottimale e quindi consentire l'estensione della vita delle pavimentazioni in asfalto. Un'indagine sulla capacità di auto-guarigione su scala atomistica può fornire un modo efficiente per sviluppare materiali avanzati a base di asfalto per la ricerca futura.

Secondo la chimica dell'asfalto, l'asfalto è costituito da vari tipi di idrocarburi e non idrocarburi con polarità e forme diverse, che possono essere principalmente suddivisi nei quattro componenti di asfaltene, aromatici polari, aromatici nafteni e saturi41,42. Le molecole di asfaltene sono relativamente più grandi e più pesanti di altre molecole nell'asfalto, con una massa atomica media di circa 750 g / mol e un diametro molecolare nell'intervallo di 10-20 Å. È stato ampiamente accettato che l'asfaltene è composto da grandi nuclei aromatici che contengono eteroatomi e sono circondati da diverse lunghezze di gruppi alchilici43. Viene costruita una molecola di asfaltene modificata, come mostrato nella Figura 1a. Le molecole degli aromatici polari e degli aromatici nafteni sono costruite in base alla polarità e al rapporto tra elementi delle molecole di asfalto, con benzobisbenzotiofene (C18H10S2) che rappresenta la molecola aromatica polare e 1,7-dimetilanftalene (C12H12) scelto come molecola aromatica rappresentativa del naftene, come mostrato nella Figura 1b-c. N-docosane (n-C 22H46) è costruito come mostrato nella Figura 1d. I parametri elencati nella Tabella 1 per le molecole di asfalto sono selezionati e utilizzati per soddisfare i criteri desiderati, tra cui la frazione di massa elementare, il rapporto atomico e il rapporto aromatico/alifatico, dell'asfalto reale degli esperimenti41. Lo stesso rapporto di massa è stato definito nei nostri studi precedenti e le altre proprietà termomeccaniche come densità, temperatura di transizione vetrosa e viscosità sono in buon accordo con i dati sperimentali dell'asfalto reale36. La struttura molecolare del grafene applicata in questo studio è mostrata nella Figura 1e. Il foglio di grafene adottato in questo studio non ha difetti e nessuna piega rispetto a quello del caso reale, mentre il foglio di grafene reale di solito ha diversi difetti come i vuoti atomici e i difetti stone-wales44, e alcuni dei fogli di grafene possono essere piegati durante il processo di miscelazione nella matrice di asfalto45. Queste situazioni imperfette non sono considerate in questo studio, poiché ci concentriamo sull'effetto del sito del foglio di grafene sulle proprietà di auto-guarigione e lo scegliamo come unica variabile. Le variabili dei fogli di grafene in termini di difetti e casi piegati saranno al centro dei nostri studi futuri. Il rapporto di massa tra grafene e asfalto in questo studio è del 4,75%, che è la situazione normale (<5%) per l'asfalto modificato con grafene nell'esperimento46,47.

Figure 1
Figura 1: Struttura chimica. I modelli atomistici di (a) molecola di asfaltene (C53H55NOS), (b) molecola aromatica di naftene (C12H12), (c) molecola aromatica polare (C18H10S2), (d) molecola di saturazione (C22H46), (e) grafene e (f) asfalto puro. Per il modello di asfalto atomistico, gli atomi di carbonio, ossigeno, azoto, zolfo e idrogeno sono mostrati rispettivamente in grigio, rosso, blu, giallo e bianco. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Modello asfalto Massa (g/mol) Formula chimica Numero di molecole Massa totale (g/mol) Frazione di massa (%)
Asfaltene 754.04 C53H55NOS 43 32423.72 26
Naftene aromatico 156.22 C12H12 65 10154.3 8
Polar aromatico 290.38 C18H10S2 74 21485.16 17
Saturare 310.59 C22H46 205 63670.95 49
Legante per asfalto 387 127734.13 100
Grafene 6369.28 C525H63 1 6369.28

Tabella 1: Componenti complessivi del modello di asfalto puro e del modello di asfalto modificato con grafene.

Rispetto al protocollo descritto di seguito, due tipi di crepe a cuneo con dimensioni diverse sono inserite al centro del modello di asfalto con una punta di fessura smussata e due superfici di fessura parallele, mentre l'area centrale-superiore della massa di asfalto rimane intatta. Due larghezze di fessura sono scelte come 15 Å e 35 Å, come mostrato nella Figura 2a-b. La ragione per la selezione di 15 Å è che la larghezza della fessura dovrebbe essere più ampia del taglio di 12 Å per evitare l'auto-guarigione precoce delle molecole di asfalto durante il processo di equilibrio mentre si indaga un caso estremo per una piccola fessura. La ragione per la selezione di 35 Å è che la larghezza della fessura dovrebbe essere più ampia della lunghezza delle molecole sature di 34 Å al fine di prevenire l'effetto ponte. L'altezza della fessura è di 35 Å, la stessa della larghezza della scatola, e la profondità della fessura è di 70 Å, la stessa della lunghezza della scatola. Nella situazione reale, le dimensioni delle micro-fessure osservate possono essere variate nell'intervallo da diversi micrometri a diversi millimetri, che è molto più grande della scala di lunghezza che stiamo modellando qui. Normalmente, la scala di lunghezza nella simulazione MD è limitata alla scala di 100 nm, che è ancora di diversi ordini di grandezza più piccola della dimensione reale della fessura. Tuttavia, le crepe iniziano su scala nanometrica e crescono in crepe su macroscala con deformazione continua48. La comprensione del meccanismo di auto-guarigione su scala nanometrica può aiutare a prevenire la crescita e l'ulteriore propagazione della fessura su scala macro. Anche se le dimensioni delle fessure selezionate sono nell'intervallo del nanometro, i risultati possono ancora essere influenti e applicabili per esplorare i comportamenti di auto-guarigione delle molecole di asfalto. Ci sono due posizioni per i fogli di grafene nelle aree di fessura: una è sopra la punta della fessura e l'altra è perpendicolare alla superficie sinistra della fessura. È stato scoperto che queste sono le posizioni più comuni per il grafene nei nanocompositi modificati con grafene con crepe49.

Figure 2
Figura 2: Gli schemi di autoguarigione per asfalto puro e asfalto modificato con grafene. Il modello autoriparante di asfalto puro con una larghezza di fessura di (a) 15 Å e (b) 35 Å. Il modello autoriparante dell'asfalto modificato con grafene con il foglio di grafene si trova (c) nella parte superiore della punta della fessura e (d) perpendicolare alla superficie della fessura. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Nelle simulazioni MD, le interazioni intramolecolari e intermolecolari nei nanocompositi di asfalto sono descritte dal Consistent Valence Forcefield (CVFF)50, che funziona bene con materiali a base di asfalto e grafene. La forma funzionale di CVFF è espressa come la seguente espressione:

Equation 1 1

Qui, il totale dell'energia Etotale è composto dai termini energetici vincolati e dai termini energetici non legati. Le interazioni legate consistono nello stiramento del legame covalente, nell'energia di flessione dell'angolo di legame, nella rotazione dell'angolo di torsione e nelle energie improprie espresse nei primi quattro termini. L'energia non legata include una funzione LJ-12-6 per il termine di van der Waals (vdW) e una funzione coulombica per le interazioni elettrostatiche. CVFF è stato ampiamente utilizzato nella simulazione di materiali asfaltati51,52. Le proprietà fisiche e meccaniche simulate come densità, viscosità e modulo di massa sono in buon accordo con i dati sperimentali, che dimostrano l'affidabilità di CVFF51. CVFF non è adatto solo per materiali inorganici, ma è stato anche impiegato con successo in strutture costituite da fasi organiche e inorganiche come asfalto-silice52 e il sistema di epossi-grafene53. Inoltre, le interazioni interfacciali tra grafene e asfalto possono essere caratterizzate da CVFF 36,54. Poiché la parte principale nella selezione del campo di forza è determinare l'interfaccia asfalto-grafene, le interazioni non legate descritte da CVFF sono più affidabili, il che è anche considerato nel nostro precedente studio36. Nel complesso, il FORCEFIELD CVFF è adottato in questo studio. Le cariche parziali per diversi tipi di atomi sono calcolate con il metodo assegnato al campo di forza.

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Protocol

1. Costruisci i modelli atomistici

  1. Aprire il software Materials Studio per creare cinque documenti atomistici 3D e rinominare questi documenti rispettivamente come grafene, asfaltene, aromatici polari, nafteni aromatici e saturi.
  2. Compilate il modello di grafene creando la cella unitaria del foglio di grafene nel documento atomistico 3D utilizzando l'opzione Sketch Atom .
  3. Costruite la struttura finale utilizzando l'opzione Supercell (Supercell) del menu Costruisci > simmetria (Build > Symmetry ). Definire la dimensione del foglio di grafene come 40 Å x 40 Å, che è più grande delle catene di asfalto e della larghezza della fessura.
  4. Costruisci e imballa i quattro tipi di molecole di asfalto.
    1. Utilizzare l'opzione Sketch Atom per disegnare separatamente le strutture molecolari di asfaltene, aromatici polari, nafteni aromatici e saturi.
    2. Imballa i quattro tipi di molecole di asfalto nella casella di simulazione utilizzando l'opzione Calcolo nel menu Moduli > Cella amorfa .
  5. Costruisci la struttura dell'asfalto con la fessura.
    1. Impostare l'altezza della zona di fessura nella dimensione x uguale all'altezza della scatola di 70 Å e la profondità della zona di fessura nella dimensione y è la metà dell'altezza della scatola come 35 Å.
    2. Impostare due casi delle larghezze di fessura nella dimensione z di 15 Å e 35 Å. Eliminare le molecole ridondanti nelle zone di fessura dell'area centrale dell'asfalto utilizzando l'opzione Elimina e mantenere invariata la matrice di asfalto nell'area centrale.
  6. Costruisci la struttura dell'asfalto modificata con grafene con la fessura. Incorporare il foglio di grafene nell'area superiore della punta della fessura e nella superficie sinistra della fessura separatamente prima della fase di imballaggio utilizzando il comando Copia + Incolla .
  7. Imballare le molecole di asfalto nella scatola di simulazione in base alle composizioni finali elencate nella Tabella 1 per costruire la struttura dell'asfalto modificata con grafene.
  8. Convertire il file di struttura in un file di dati. Salvare i file di struttura come file di molecola con informazioni sulla struttura (*.car e *.mdf) da Materials Studio. Convertire i file molecolari (*.car e *.mdf) in file di dati utilizzando lo strumento msi2lmp nel pacchetto LAMMPS (Massively Parallel Simulator) atomico/molecolare su larga scala.55 . Leggere il file di dati dal comando read_data in LAMMPS.

2. Eseguire le simulazioni

  1. Definire i parametri delle simulazioni.
    1. Impostare il timestep come 1 fs nel file di input considerando l'equilibrio tra precisione ed efficienza delle simulazioni effettuate.
    2. Impostare la distanza di taglio delle interazioni non legate su 12 Å, che è meno della metà della lunghezza della casella di simulazione in considerazione della condizione al contorno periodica e dell'efficienza di calcolo.
    3. Utilizzare l'algoritmo particella-particella-particella-mesh (PPPM) per descrivere le interazioni coulombiche a lungo raggio e impostare l'errore relativo nelle forze per atomo calcolate dal risolutore a lungo raggio come 10-5 per un'elevata precisione.
  2. Correggi il profilo della crepa. Selezionare le molecole di asfalto sul profilo mediante il comando Molecole gruppo in LAMMPS. Applicare i vincoli sulle molecole di asfalto utilizzando il comando Fix Spring/Self in LAMMPS per evitare i movimenti delle molecole di asfalto.
  3. Raggiungere l'equilibrio
    1. Mantieni l'intera scatola di simulazione completamente rilassata dopo 500 ps sotto l'insieme isotermico-isobarico (NPT) con una temperatura di 300 K e una pressione di 1 atm.
    2. Rendere l'asfalto sfuso bilanciato al valore di densità desiderato delle misure sperimentali41 di 0,95-1,05 g / cm3 esaminando continuamente i valori di temperatura, pressione, densità ed energia utilizzando il comando termico .
    3. Controllare la convergenza dell'energia potenziale e lo spostamento medio al quadrato (MSD) nell'intero sistema per raggiungere lo stato completamente rilassato.
  4. Esegui il processo di auto-guarigione.
    1. Impostare l'intera scatola di simulazione sotto l'insieme NPT con una temperatura di 300 K e una pressione di 1 atm.
    2. Rimuovere il vincolo delle molecole di asfalto sul contorno della zona di fessura.
    3. Tenere traccia e registrare le dimensioni della casella di simulazione e le coordinate degli atomi e utilizzare il comando Dump per la post-elaborazione.
    4. Media i risultati della simulazione durante il processo di auto-guarigione su tre configurazioni indipendenti con tre diversi semi di velocità iniziale al fine di ridurre gli errori casuali.

3. Post-elaborazione

  1. Visualizza i comportamenti di auto-guarigione. Aprire lo strumento di visualizzazione aperta OVITO56 per visualizzare l'avanzamento della simulazione, quindi aprire i file di traiettoria nel formato lammpstrj generato da LAMMPS55. Registra le istantanee del processo di auto-guarigione e traccia i percorsi delle molecole di asfalto usando il comando Render .
  2. Analizzare il contorno del numero di atomi. Esporta le coordinate degli atomi in software di analisi dei dati e grafici dai file di traiettoria emessi da LAMMPS. Proietta le coordinate degli atomi nell'intero sistema sul piano yz. Registra i numeri degli atomi in diverse aree del piano yz e traccia il contorno con colori diversi.
  3. Analizzare la mobilità dell'atomo e la posizione relativa.
    1. Analizzare la mobilità atomica di diversi componenti dell'asfalto in base allo spostamento medio quadrato (MSD) utilizzando il comando Compute msd .
    2. Calcola le posizioni relative tra le molecole di grafene e asfalto dalle curve delle funzioni di distribuzione radiale (RDF) per il sistema di sistemi di asfalto modificati con grafene con le larghezze di fessura 15 Å e 35 Å usando il comando Compute rdf in LAMMPS.
    3. Disegna le curve RDF per verificare come varia la densità dell'asfalto in funzione della distanza dal foglio di grafene.

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Representative Results

Il contorno del numero di atomi
I contorni del numero di atomi dei modelli di asfalto puro e asfalto modificato con grafene nel piano yz sono mostrati nella Figura 3, dove la barra dei colori dal blu al rosso mostra numeri di atomi che variano da 0 a 28. La figura 3a-c illustra il contorno del numero di atomi delle strutture con larghezza di fessura di 15 Å in nanocompositi di asfalto puro e asfalto modificati dal grafene sulla punta della fessura e sulla superficie della fessura. Per l'asfalto puro, la guarigione completa avviene dopo circa 300 ps. Il comportamento di auto-guarigione inizia dall'area della punta della fessura, poiché l'area intorno alla punta della fessura diventa una forma smussata fusa con un colore blu dopo 50 ps, e diverse molecole di asfalto collegano le due superfici di fessura al centro della punta della fessura. Il colore verde nel contorno presenta l'asfalto sfuso, che è lo stadio della zona di fessura che si auto-guarisce completamente. A circa 100 ps, la zona di crack è quasi chiusa con un piccolo vuoto lasciato, e i colori delle superfici di fessura iniziali cambiano in verde, il che indica che il processo di auto-guarigione è finito in queste aree; tuttavia, ci sono ancora alcune aree blu e bianche che rimangono da auto-guarire. Dopo circa 300 ps, la maggior parte del colore della zona di crack è cambiato in verde, che è lo stesso di quello della massa di asfalto, indicando che il processo di auto-guarigione è completo. Come mostrato nella Figura 3b, il processo di auto-guarigione non viene modificato in modo significativo dopo aver aggiunto il foglio di grafene sulla parte superiore della fessura. Il processo di auto-guarigione richiede circa 500 ps per essere completato, e la zona di crack è bruscamente diminuita a 50 ps e quasi scompare a 200 ps. Il foglio di grafene sulla parte superiore della punta della fessura sembra avere poca influenza sul processo di auto-guarigione della superficie della fessura. Tuttavia, l'inserimento del grafene a sinistra della superficie della fessura può accelerare significativamente il processo di auto-guarigione, come mostrato nella Figura 3c, dove la linea rossa nel contorno è il foglio di grafene. Il periodo di auto-guarigione è ridotto a circa 200 ps, che è la metà di quello dell'asfalto puro. La larghezza della fessura è significativamente diminuita a 20 ps e le molecole di asfalto dalla massa tendono a spostarsi nell'area del grafene e riempire l'area della fessura. La zona di crack quasi scompare a circa 150 ps, anche se alcune delle aree nella parte inferiore rimangono blu. Dopo altre 50 ps del processo di auto-guarigione, l'area della fessura è piena di colore blu, che indica la fine del processo.

Il processo di auto-guarigione dei modelli con larghezza di fessura di 35 Å richiede quasi il doppio di quello dei modelli con larghezza di fessura di 15 Å, mentre il processo di auto-guarigione dell'asfalto puro dura circa 1.000 ps. Il comportamento di auto-guarigione inizia nell'area della punta della fessura e la forma della fessura diventa rimpicciolita e irregolare a 100 ps. La maggior parte della zona di crack è guarita da 500 ps, con un piccolo vuoto lasciato nel mezzo della zona di crack. Dopo aver eseguito il processo di auto-guarigione per altri 500 ps, la zona di crack viene riempita con molecole di asfalto fino al completamento del processo di auto-guarigione. Il foglio di grafene si trova sulla parte superiore della punta della fessura, come mostrato dalla linea rossa della Figura 3e. Il periodo di autoguarigione è di circa 1.100 ps, che è vicino a quello dell'asfalto puro. Tuttavia, la forma della fessura cambia in modo diverso. Ci sono alcune molecole di asfalto che colmano l'area della fessura a circa 400 ps, che possono far avanzare il processo di auto-guarigione. Come mostrato nella Figura 3f, i comportamenti di auto-guarigione possono essere significativamente migliorati quando il foglio di grafene si trova sulla superficie sinistra della fessura. Un fenomeno può essere osservato simile al modello con una larghezza di fessura di 15 Å: alcune delle molecole di asfalto nella massa di asfalto tendono a spostarsi nell'area del grafene e avvolgere il foglio di grafene, il che può ridurre significativamente l'area della fessura e aiutare il processo di auto-guarigione. La larghezza della fessura è ridotta a circa la metà della larghezza iniziale della fessura di soli 50 ps, e la maggior parte dell'area della fessura è guarita a circa 300 ps. L'intero processo di auto-guarigione dura circa 600 ps e la maggior parte della zona di crack scompare; questo richiede solo la metà del tempo impiegato dall'asfalto puro.

Figure 3
Figura 3: Il contorno del numero di atomi durante il processo di auto-guarigione. Il contorno del numero di atomi durante il processo di autoriparazione per i modelli con larghezza di fessura di 15 Å per (a) asfalto puro, (b) grafene sulla punta della fessura e (c) grafene sulla superficie sinistra della punta della fessura, e i modelli con larghezza di fessura di 35 Å per (d) asfalto puro, (e) grafene sulla punta della fessura, e (f) grafene sulla superficie sinistra della punta della fessura. Le scatole nere punteggiate si riferiscono alle posizioni del grafene. La barra di colore dal blu al rosso rappresenta i numeri degli atomi che variano da 0 a 28 nel contorno. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Interazioni molecolari
Per esplorare la differenza nei comportamenti di auto-guarigione tra asfalto puro e compositi di asfalto modificati con grafene, le interazioni molecolari e il movimento durante il processo di auto-guarigione vengono catturati e analizzati, come mostrato nella Figura 4. Dalla Figura 4a, si può osservare che le molecole aromatiche come l'asfaltene, gli aromatici polari e gli aromatici di naftene sono attratte dal foglio di grafene attraverso l'impilamento π-π quando il grafene è posto sulla zona superiore della punta della fessura. Queste molecole di asfalto vengono catturate strettamente dal foglio di grafene e non possono facilmente diffondersi nelle vicinanze della zona di fessura o riempire la fessura, il che ostacola il processo di auto-guarigione in una certa misura. Tuttavia, i comportamenti di auto-guarigione derivano principalmente dalle molecole di asfalto vicino alla superficie della fessura e l'influenza di queste molecole nell'area superiore richiede ulteriori esplorazioni. Dalla Figura 4b, si osserva che la molecola aromatica polare sulla superficie della fessura è attratta dal foglio di grafene sull'altra superficie della fessura, il che può aumentare ulteriormente la probabilità della vicina molecola aromatica di naftene di spostarsi sull'area della fessura. Le molecole di asfalto raccolte attratte dal foglio di grafene possono impacchettare la zona di fessurazione con una velocità superiore a quella dell'asfalto puro e la capacità di auto-guarigione del nanocomposito di asfalto modificato con grafene può essere migliorata. Il processo di auto-guarigione del modello con larghezza di fessura di 35 Å modificata dal grafene sulla superficie sinistra della fessura è mostrato nella Figura 4c. Le molecole aromatiche polari sono attratte dal foglio di grafene attraverso π-π impilamento quando inizia l'auto-guarigione, e queste molecole di asfalto possono avvolgere rapidamente il foglio di grafene e ridurre lo spazio della zona di fessura, come mostrato nella Figura 3f. Ciò indica che il grafene svolge un ruolo importante nella fase iniziale di auto-guarigione quando si trova intorno alla superficie della fessura. Un'istantanea autoriparante di asfalto puro con larghezza di fessura di 15 Å è mostrata nella Figura 4d. Si può chiaramente osservare che la struttura a catena della saturazione è importante per il processo di auto-guarigione poiché le molecole possono rimanere impigliate l'una con l'altra e colmare la superficie della fessura. Questo effetto ponte tra le molecole sature e le catene laterali delle molecole di asfaltene può aumentare significativamente l'efficienza di imballaggio e ridurre il periodo di auto-guarigione. Si osserva anche che le molecole di asfalto con anelli poliaromatici, come l'asfaltene, gli aromatici polari e gli aromatici di naftene, si riorientano sulla superficie della fessura π-π impilamento. Questo riorientamento consente alle molecole di asfalto di muoversi in direzione parallela e contribuisce alla bagnatura delle fessurazioni, che chiude ulteriormente le superfici delle fessure.

Figure 4
Figura 4: Dettagli dell'interazione senza legame di asfalto puro e nanocompositi di asfalto modificati con grafene durante il processo di auto-guarigione. Per il modello con (a) 15 Å di larghezza della fessura e grafene situato sulla parte superiore della punta della fessura, le molecole aromatiche nell'asfalto sono attratte dal foglio di grafene attraverso l'impilamento π-π. Per il modello con (b) 15 Å di larghezza della fessura e grafene sul lato sinistro della superficie della fessura, le molecole aromatiche polari sull'altra superficie della fessura si spostano sulla superficie del grafene a causa di forti interazioni aromatiche. Per il modello con (c) 35 Å di larghezza della fessura e grafene sul lato sinistro della superficie della fessura, le molecole aromatiche polari sono attratte dal foglio di grafene e quindi sporgono dalla superficie della fessura. Per il modello con (d) 15 Å di larghezza della fessura e asfalto puro, c'è un riorientamento delle molecole aromatiche sulla superficie della fessura e un ponte a catena e un intreccio di molecole sature durante il processo di auto-guarigione. Le caselle punteggiate blu e le caselle tratteggiate viola nella figura indicano rispettivamente i comportamenti di impilamento e riorientamento π-π. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Il riorientamento delle molecole aromatiche tra cui asfaltene, aromatici polari e nafteni aromatici intorno alla superficie della fessura durante il processo di auto-guarigione, è mostrato nella Figura 5. La Figura 5a mostra che le molecole tracciate prima dell'auto-guarigione sono quasi perpendicolari tra gli aromatici naftene e gli aromatici polari e tra l'asfaltene e gli aromatici polari. La distanza tra l'asfaltene e le altre due molecole aromatiche è di 13,3 Å, che è maggiore della distanza tra le molecole aromatiche. Dopo l'autoguarigione per 40 ps, la molecola aromatica di naftene si diffonde nello spazio tra asfaltene e aromatici polari e svolge un ruolo importante nell'interazione con le altre due molecole. Nella Figura 5b, si può osservare che la distanza e l'angolo tra la molecola aromatica polare e la molecola aromatica di naftene sono 4,6 Å e 89°, il che indica un'interazione di impilamento π-π a forma di T tra le due molecole aromatiche. L'angolo e la distanza tra il naftene aromatico e l'asfaltene diminuiscono rispettivamente a 32° e 4,6 Å. Ciò indica che le interazioni non di legame tra gli aromatici del naftene e l'asfaltene li fanno ruotare e regolare gradualmente l'orientamento, contribuendo alla bagnatura della superficie della fessura. Gli orientamenti delle tre molecole sono quasi paralleli dopo 50 ps, poiché gli angoli tra loro sono 26° e 35°, come mostrato nella Figura 5c. La distanza tra loro diminuisce al di sotto di 4,0 Å, il che indica che l'impilamento π-π facilita la struttura parallela e avvicina le molecole aromatiche. Nel complesso, il riorientamento sulla superficie della fessura promuove l'interazione delle molecole di asfalto, che accorcia la distanza intermolecolare e aumenta l'attrazione tra di loro. Il riorientamento e la diffusione delle molecole di asfalto aiutano ulteriormente il riempimento della zona di fessura e accelerano il processo di auto-guarigione.

Figure 5
Figura 5: Il riorientamento delle molecole di asfalto durante il processo di auto-guarigione. Angoli e distanze tra le molecole di asfalto (a) prima dell'autoguarigione, (b) dopo 40 ps e (c) a 50 ps. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Mobilità dei componenti dell'asfalto
Per comprendere quantitativamente i ruoli dei diversi componenti nei comportamenti di auto-guarigione dell'asfalto, il MSD della massa centrale per il composito di asfalto è calcolato per rappresentare la mobilità di transizione durante il processo di auto-guarigione, che è espressa da:

Equation 2

dove ri(t) è il vettore di posizione della particella i al tempo t, e la parentesi angolare indica il valore medio della distanza percorsa. I valori MSD dell'asfalto puro e dell'asfalto modificato con grafene sono tracciati e mostrati nella Figura 6. La Figura 6a-c mostra il MSD di asfalto composito con una fessura di larghezza 15 Å, mentre quelli con una fessura di larghezza 35 Å sono mostrati nella Figura 6d-f. Si può osservare che i saturi sono la componente più attiva nei comportamenti di auto-guarigione dell'asfalto, mentre l'asfaltene è il meno attivo. Ci sono due possibili ragioni: una si riferisce alla massa molecolare, poiché gli asfalteni hanno la più alta massa molecolare nell'asfalto e sono meno in grado di muoversi e riempire la zona di fessura. L'altro è la struttura a catena dei saturi, che hanno una maggiore mobilità rispetto ad altri componenti e hanno maggiori probabilità di rimanere impigliati e allungarsi sulla superficie della fessura. La mobilità degli aromatici polari è superiore a quella degli aromatici nafteni; ciò è dovuto alla maggiore massa molecolare e polarità degli aromatici polari. Gli atomi polari sugli aromatici polari, come gli atomi di zolfo, possono formare un legame H con asfalteni e la mobilità può essere ostacolata. Le cifre MSD per l'asfalto modificato con grafene sulla zona superiore della punta della fessura e sulla superficie sinistra della fessura sono mostrate nella Figura 6b e nella Figura 6c. Si può vedere nella Figura 6b che il MSD del grafene è inferiore a quello dei componenti dell'asfalto poiché il grafene occupa il volume più grande e ha la più alta massa molecolare nei nanocompositi di asfalto. I valori MSD dei componenti dell'asfalto sono relativamente inferiori a quelli dell'asfalto puro; questo perché le interazioni tra queste molecole e il grafene ostacolano la mobilità delle molecole di asfalto e rallentano il processo di auto-guarigione. Tuttavia, quando il grafene viene posizionato sulla superficie sinistra della fessura, la mobilità degli aromatici polari, degli aromatici naftene e del grafene migliora significativamente rispetto a quella dell'asfalto puro. Ciò indica che il grafene svolge un ruolo importante nel processo di auto-guarigione e che le sue interazioni con le molecole aromatiche nell'asfalto contribuiscono al processo di auto-guarigione dell'asfalto. Per il caso di fessura di larghezza 35 Å nella figura 6d, il MSD di asfalto puro segue una tendenza simile a quella del caso con larghezza di fessura di 15 Å, poiché il MSD di asfaltene, aromatici polari, nafteni aromatici e saturi varia in modo crescente. Quando si inserisce il grafene nell'area superiore della punta della fessura, il MSD di saturi diminuisce di circa 15 Å2. L'esistenza di fogli di grafene nella massa di asfalto influenza verticalmente lo spazio mobile delle molecole sature e impedisce le vie di auto-guarigione. Dalla Figura 6f, si può osservare che i valori MSD di asfaltene, aromatici polari e nafteni aromatici sono tutti migliorati rispetto all'asfalto puro, mentre il MSD di saturi diminuisce leggermente. Il grafene è altamente responsabile del miglioramento del processo di auto-guarigione, specialmente con molecole contenenti aromatici. Le interazioni di impilamento π-π tra grafene e asfaltene, aromatici polari e aromatici di naftene migliorano la mobilità di queste molecole di asfalto e aiutano a formare una struttura di imballaggio stabile nella zona di fessurazione, che accelera il processo di auto-guarigione dell'asfalto.

Figure 6
Figura 6: MSD di asfalto puro e molecole di asfalto modificate con grafene durante il processo di auto-guarigione. Per i modelli con larghezza di fessura di 15 Å, msd di (a) asfalto puro e asfalto modificato con grafene su (b) la parte superiore della punta della fessura e (c) viene presentata la superficie sinistra. Per i modelli con larghezza di fessura di 35 Å, viene presentata la DMS di (d) asfalto puro e asfalto modificato con grafene su (e) la parte superiore della punta della fessura e (f) la superficie sinistra della fessura. L'asse X rappresenta il tempo della simulazione e l'asse Y rappresenta i valori MSD dei componenti dell'asfalto e la molecola di grafene durante il processo di auto-guarigione. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Posizioni molecolari dopo l'auto-guarigione
Per esplorare le posizioni relative tra le molecole di grafene e asfalto durante il processo di auto-guarigione, le funzioni di distribuzione radiale tra grafene e molecole aromatiche nell'asfalto sono calcolate e mostrate nella Figura 7. La figura 7a-c mostra l'RDF del modello con una larghezza di fessura di 15 Å prima e dopo il processo di autoguarigione. Si può vedere che le molecole aromatiche nell'asfalto si avvicinano al foglio di grafene seguendo il processo di auto-guarigione, in particolare le molecole aromatiche polari e le molecole aromatiche di naftene. Come indicato nella Figura 4, ci sono forti interazioni di impilamento π-π tra grafene e molecole aromatiche come asfaltene, aromatici polari e aromatici di naftene, che fanno sì che il foglio di grafene attiri queste molecole verso la superficie della fessura. Tuttavia, la differenza nei valori g(r) dell'asfaltene prima e dopo l'autoguarigione non è così significativa come quelle degli aromatici polari e degli aromatici nafteni. Questo perché le molecole di asfaltene ottengono una massa e un volume molecolare più elevati rispetto alle molecole aromatiche polari aromatiche e nafteniche, rendendo più difficile per loro ruotare e diffondersi nell'area del grafene e riempire la zona di fessura. I valori aumentati di g(r) tra grafene e molecole aromatiche polari aromatiche o nafteniche entro 4,0 Å rientrano nella distanza di interazione tipica per l'impilamento π-π, e l'aumento dei valori di g(r) oltre 4,0 Å è dovuto alla combinazione di interazioni molecolari e all'eliminazione della zona di fessura. Un RDF del modello con larghezza di fessura di 35 Å prima e dopo il processo di auto-guarigione è mostrato nella Figura 7d-f. I valori g(r) tra grafene e asfaltene oltre 4,0 Å attraverso il processo di autoguarigione sono più evidenti di quelli della larghezza della fessura di 15 Å; questo perché l'asfaltene ha più spazio per diffondersi e muoversi verso il grafene nella zona di fessura più ampia. I valori di g(r) entro 4,0 Å sono più significativi per i nafteni aromatici che per gli aromatici polari; ciò è dovuto alla minore massa molecolare e alla migliore capacità di diffusione delle molecole aromatiche di naftene.

Figure 7
Figura 7: I valori di CDR tra il grafene sulla superficie sinistra della fessura e i componenti dell'asfalto. I valori di RDF tra il grafene sulla superficie sinistra della fessura e i componenti dell'asfalto di (a) asfaltene, (b) aromatici polari, (c) naftene aromatici del modello con larghezza di fessura di 15 Å, (d) asfaltene, (e) aromatici polari e (f) aromatici di naftene dai modelli con larghezza di fessura di 35 Å. L'asse X rappresenta la distanza delle due molecole e l'asse Y rappresenta i valori RDF. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Discussion

I passaggi critici all'interno della parte protocollo sono i seguenti: fase 1.4 - Costruire e imballare i quattro tipi di molecole di asfalto; passo 1.5 - Costruire la struttura dell'asfalto con la fessura; passo 2.3 - Raggiungere l'equilibrio; passo 2.4 - Eseguire il processo di auto-guarigione. Questi passaggi indicano i contenuti più coesi e importanti del protocollo. Per creare le forme desiderate della fessura inserita, il processo di imballaggio viene modificato rispetto al normale imballaggio in Materials Studio. La forma della fessura viene creata e riempita all'interno della scatola di simulazione, quindi le molecole di asfalto vengono imballate nell'altra parte della scatola di simulazione. Successivamente, le molecole di asfalto ridondanti vengono eliminate attorno al contorno della fessura creato. Il limite delle simulazioni MD è che la scala temporale e la scala di lunghezza sono relativamente piccole nell'ordine di nanosecondi e nanometri rispetto ai metodi tradizionali come il metodo degli elementi finiti, in cui le simulazioni possono essere analizzate fino a secondi e metri57. Il significato di questo metodo è che può rivelare il meccanismo di auto-guarigione dell'asfalto e dell'asfalto modificato con grafene a livello atomistico catturando l'evoluzione della nanostruttura, le interazioni molecolari e i movimenti, a cui è difficile accedere con gli approcci tradizionali58. Il meccanismo di auto-guarigione può aiutare ricercatori e ingegneri ad applicare nanomateriali nel sito appropriato e migliorare l'asfalto in modo efficiente. L'applicazione futura di questa tecnica è che può monitorare la struttura molecolare in modo decente e aiutare a studiare l'effetto di altre variabili dei nanomateriali come difetti, strutture piegate e gruppi funzionali. Questa tecnica può anche essere combinata con altri approcci per osservare i comportamenti di auto-guarigione dei nanocompositi di asfalto da un aspetto multiscala. Le proprietà di autoguarigione dell'asfalto possono essere comprese a fondo e migliorate in modo significativo in futuro.

Il grafene è fondamentale nei cambiamenti e nella migrazione dell'interfaccia e dei componenti durante il processo di auto-guarigione. Senza inserire il foglio di grafene, la saturazione svolge un ruolo importante nel processo di auto-guarigione, poiché la struttura a catena dei saturi può impigliarsi tra loro e colmare la superficie della fessura. L'effetto ponte tra le molecole sature e le catene laterali delle molecole di asfaltene può aumentare fortemente la densità di impacchettamento e ridurre il tempo del processo di auto-guarigione. Inoltre, le molecole di asfalto con anelli poliaromatici, come l'asfaltene, gli aromatici polari e gli aromatici di naftene, si riorientano sulla superficie della fessura mediante π-π impilamento, che fa muovere le molecole di asfalto in una direzione parallela e contribuisce a bagnare le fessurazioni e chiude le superfici di fessurazione. Con l'inserimento del grafene, le molecole aromatiche polari su un lato della superficie della fessura sono attratte dal foglio di grafene sull'altro lato della superficie della fessura, il che può aumentare ulteriormente la possibilità che le molecole aromatiche di naftene vicine si muovano nell'area della fessura. Le molecole di asfalto raccolte attratte dal foglio di grafene possono riempire la zona di fessura con una velocità superiore a quella dell'asfalto puro e la capacità di auto-guarigione è significativamente migliorata nel nanocomposito di asfalto modificato con grafene. Le molecole di asfaltene hanno una massa molecolare e un volume più elevati nella matrice di asfalto, il che le rende difficili da diffondere nella parte di grafene e riempire la zona di fessura. Gli aromatici di Naftene hanno un movimento più veloce rispetto agli aromatici polari, il che è dovuto alla massa molecolare più piccola e alla migliore capacità di diffusione delle molecole aromatiche di naftene39.

In questo studio, le proprietà di auto-guarigione dell'asfalto puro e dei nanocompositi di asfalto modificati con grafene sono studiate in considerazione delle diverse larghezze di fessura e posizioni del grafene utilizzando simulazioni MD. Si osserva che il comportamento di auto-guarigione inizia dall'area della punta della fessura, con la punta affilata che diventa smussata e sfocata. Le molecole di asfalto al limite della fessura possono diffondersi per ridurre la larghezza della fessura e continuare a riempire lo spazio. Il processo completo di auto-guarigione è confermato quando la densità atomica dell'area della fessura è la stessa di quella della massa di asfalto. Le simulazioni MD possono aiutare a rivelare le interazioni molecolari e il movimento della catena nella matrice di asfalto durante il processo di auto-guarigione. L'entanglement e il riorientamento delle molecole di asfalto svolgono un ruolo importante nei comportamenti di auto-guarigione. Il tasso di auto-guarigione con l'incorporazione del foglio di grafene è determinato dalla sua posizione. Per il foglio di grafene situato nell'area della punta della fessura, il movimento delle molecole di asfalto è ostacolato e non può facilmente diffondersi nella zona di fessura. Per il foglio di grafene sul lato della zona di fessura, le molecole di asfalto sono attratte dal foglio di grafene a causa dell'interazione di impilamento π-π e si raccolgono facilmente nella zona di fessura, indicando un crescente tasso di auto-guarigione. I risultati della simulazione mostrano che la modifica dell'asfalto da parte di nanomateriali può migliorare sia le proprietà termomeccaniche che quelle autoriparanti, il che ha un grande potenziale per lo sviluppo di pavimentazioni in asfalto intelligenti. La comprensione fondamentale del meccanismo di auto-guarigione nei nanocompositi di asfalto basati su simulazioni MD può facilitare la manipolazione efficiente dei nanomateriali nel sito ottimale, il che è vantaggioso per la progettazione avanzata di nanocompositi di asfalto con proprietà e funzioni desiderate.

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Disclosures

Gli autori non hanno conflitti di interesse da dichiarare.

Acknowledgments

Gli autori sono grati per il sostegno della City University of Hong Kong Strategic Research Grant con il Progetto n. 7005547, il sostegno del Research Grants Council (RGC) della Regione Amministrativa Speciale di Hong Kong, Cina, con il Progetto No. R5007-18 e il supporto del Comitato per l'innovazione scientifica e tecnologica di Shenzhen nell'ambito della sovvenzione JCYJ20170818103206501.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Atomistic models of asphalt and graphene/Materials Studio BIOVIA Materials Studio 8.0 The atomistic models are built for molecular dynamics simulations.
Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator Package Sandia National Laboratories lammps-stable20 The equilibrium is achieved under NPT ensemble, and the atomistic models get self-healed.
OVITO Materials Science Department of Technische Universität Darmstadt, Germany ovito-basic-3.1.0-win64 The self-healing behaviors of the atomistic models are visualized.
Origin OriginLab Origin 2018 64Bit The contours of the atom numbers of the trajectory are drawn and analyzed.

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Asfalto auto-riparante avanzato rinforzato da strutture di grafene: un'intuizione atomistica
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Nie, F., Jian, W., Lau, D. Advanced… More

Nie, F., Jian, W., Lau, D. Advanced Self-Healing Asphalt Reinforced by Graphene Structures: An Atomistic Insight. J. Vis. Exp. (183), e63303, doi:10.3791/63303 (2022).

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