以分子動力學研究水分子在奈米尺度下的熱性質及噴印特性

Abstract

噴墨技術是一門重要的技術，且應用的領域相當廣泛，本研究應用分 子動力學模擬純水在奈米尺度下噴流現象。第一階段先以分子動力學模擬水分子之物性，並且與文獻驗證。第二階段以金原子建立噴管系統，模擬水分子在此系統中之噴出過程，以預測奈米尺度噴流之現象。 (一)第一階段以分子動力學模擬在不同密度下的水分子之狀態值，所採用的密度分別為0.95 g/cm3、0.975 g/cm3、1.0 g/cm3、1.025 g/cm3、1.05 g/cm3，探討溫度與壓力的關係。 (二)在驗證水分子的物性之後，將水分子置入系統之中進行噴流模擬，探討噴出過程中的流線分佈、壓力分佈、密度分佈等性質。並且探討在不同系統溫度下對各項性質所產生的影響。在研究中發現系統中之水分子的蒸發會隨著系統溫度增加而有變大的趨勢。 (三)最後，選擇最適合進行奈米噴流的參考溫度來做噴印實驗，經由對系統的模擬分析，了解控制噴印變因。

The injet is an important technology and has been widely applied in the industry.In this research, molecular dynamics simulation is adopted to simulate the process of nanoject. Our work divided into two parts is as follows. (I) Molecular dynamics is adopted to simulate the glass transition temperature of pure water at different density, and the density has 0.95 g/cm3 、0.975 g/cm3 、1.0 g/cm3 、1.025 g/cm3 and 1.05 g/cm3 , respectively. The simulated purpose is to explore the relation between the pressure and the temperature of pure water. (II) We build a nanoject system to predict the reological behavior of pure water. In nanoscale, the behavior of pure water is a blind spot. By means of analyzing the streamline distirbution, pressure distance distribution, and density distribution, we can deeply understand the behavior of pure water in nanoscale. (III)Finally,control and study nanojet printing system.