(纯计算)韩国蔚山科学技术院/苏州实验室ACS Nano: 硫在单壁碳纳米管生长中的作用

本文利用基于高精度机器学习力场(MLFF)的分子动力学(MD)方法，研究了硫在铁催化剂颗粒上生长单壁碳纳米管过程中的作用。背景方面，添加硫会显著改变单壁碳纳米管的生长行为，但其具体机制尚不清楚。研究目的是破解这一长期谜团。结论表明，硫原子优先钝化铁团簇表面，降低其对碳的吸附和成核活性，从而在催化剂表面形成富硫和富碳区，使单壁碳纳米管在富碳区成核并生长出直径更小的管。过量硫会导致催化剂中毒。这一发现与实验观察高度吻合，为通过催化剂钝化合成直径可控的单壁碳纳米管提供了策略，并展示了人工智能辅助计算在揭示生长机制中的潜力。