1.1一维的研讨进程作为机械系统的根本构件的一维纳米构造,其理论和实验研讨遭到世界范围内的普遍关注.在过去，由于纳米丝的力学实验遭到实验环境的限制,在普通的实验室无法停止,但是计算机模仿能够经过原子运动的演化过程展现纳米构造的变形状况及其内在机理,有效补偿了这一缺陷.
1.1中国科学技术大学教授倪向贵等众多科学家对纳米铜丝、纳米镍丝、等停止了拉伸过程的模仿实验,重点放在纳米构造与能量应力变化的模仿研讨上面,以及外表效应如何影响单晶纳米资料的整膂力学和原子运动的各种行为,依据重复的理论和准确的计算，终于研讨出了纳米资料的毁坏失效原理.这一实验同时也标明经过树立模仿模型和有效的计算办法能十分有效地模仿纳米金属资料在微观方面的变化过程.
1.2梁海弋等一批科学家应用EAM原子势函数的相关原理模仿研讨了纳米铜丝的拉伸性能.结果标明，截面的变化对直接影响纳米丝拉伸性能.这是由于外表原子松懈,纳米丝的外表张应力等综合要素形成的.而且拉伸强度会随着纳米丝截面减小而进步，同时会推延屈从和增加初始拉伸模量的软化水平.
1.2二维的研讨进程在纳米薄膜的制备研讨过程中,得出了很多薄膜生长现象,人们需求对其从理论计算上停止科学的解释.日本的Huang等一批科学家对Au原子在MgO外表（100）点缺陷处的团簇生出息行了模仿实验,同时也停止了Au原子扩散汇集对成膜的模仿研讨%3B经过研讨得出，原子的几何外形会随着扩散力的不同以及能量的不同而发作变化.我国知名科学家张庆瑜在分子动力学研讨的根底上树立了气相堆积原子动力学模型,同时采用MonteCarlo办法对Au外延薄膜的初期生长过程也停止了模仿研讨,指出了薄膜外延生长会随基体温度的变化而发作怎样的变化.刘祖黎等一批科学家采用MonteCarlo模型探究出了Pt%2FPt（Ⅲ）薄膜生长初始阶段岛的形貌与基底温度之间的详细关系.模型中充沛思索了吸附原子扩散、原子堆积与蒸发等过程,与过去的模型不同的是采用Morse势来计算粒子之间的互相作用,并细致充沛思索了临近和次临近原子所产生的影响.研讨结果标明,岛的形貌随基底温度的升高,从一个分形生长到凝聚生长的变化全过程.经过进一步的深化研讨标明,岛的形貌和基底形貌两者之间的关系会随着基底温度的升高发作显著的变化,而基底温度低时,岛的外形与基底形貌没有任何关联.
2目前计算机模仿研讨需求处理的问题
普通来说，纳米金属资料的计算模仿办法所采用的大多都是原子级模仿技术,它是将纳米金属资料作为数量较多的单个金属原子的汇合体,并且将每个金属原子当作彼此独立的研讨单元来停止模仿实验,然后经过统计力学和经典力学对其停止规律性的描绘,并预测纳米金属资料的微观构造以及功用.但是由于纳米金属资料本身构造十分复杂，以及它对四周环境无法得到疾速的反响,所以目前还无法运用相关的模仿技术来得到理想的答案.自己倡议能够从以下方面停止努力：
2.1选定模仿算法在停止纳米金属资料分子动力学的模仿实验中,应当是对包括金属、氧化物、金属氧化物等一系列的多原子体系实验.由于原子间的作用是一个多体效应,在这个效应当中一切的粒子会全部汇集到一同,是无法采用解析的办法停止求解的.这时我们能够选用有限差分办法来停止求解,目前运用的最多的包括：蛙跳法、预测-校正算法和Verlet算法三品种型.值得留意的是，固然目前的计算机技术开展疾速,但是地道依赖进步单个CPU的计算速度基本就不能满足越来越繁琐的计算需求,鉴于此，我们能够思索停止并行化停止计算，这样会愈加有效.
2.2要充沛思索粒子间的互相作用微观粒子的运动原本是需求运用量子力学来停止描绘的,但纳米金属资料的构造与性能常常会触及到大量微观粒子而且还是多体作用,因而用量子力学第一性原理来对粒子间互相作用求解并非易事,而绝大多数模仿以为粒子的运动遵照牛顿力学规律,因而能够思索采用半经历的原子间互相作用势来对粒子间的作用停止描绘.普通来讲，势函数能否牢靠决议了一个分子动力学模仿能否胜利.原子或者离子间的互相作用势越复杂、拟合性质越多就越与实践的互相作用接近,不过越复杂的互相作用同时也会加大计算量和模仿量,因而在构建或运用原子间互相作用势的过程中,应依据所要研讨的问题的详细状况,选择既能反映互相作用的实质,又能够在计算上实在可行的互相作用势.
2.3处置和剖析模仿结果找到一种适宜的剖析模仿结果的办法关于计算机模仿来说是至关重要的.通常状况下，模仿的轨迹文件只包含了各个粒子的位置、速度和力的相关信息,因而一定要对这些信息停止有效的处置以后才干得到想要的物理量.而计算机模仿走向应用的关键之处在于，找到适宜的办法处置结果,将宏观现象与微观轨迹停止有机联络.模仿结果的处置无疑会是一个十分复杂的过程,其重点问题是要从MD模仿的轨迹文件中讲可与实验直接比拟的统计量提取出来.除此之外,轨迹中的坐标信息关于剖析构造体系信息也非常重要,而这却是十分耗时的工作过程.
A3完毕语
综上所述，随着时期的开展和科技的进步，计算机模仿技术在纳米金属资料科学研讨范畴得到越来越普遍的应用,目前曾经成为资料研讨人员的一个不可或缺的工具.我们也有理由置信,随着更多资料科学家进步计算机模仿应用程度以后,我国在剖析纳米金属资料方面一定会获得更大的效果.
