张秀梅 曹 军 仇逊超 Mark A Tschopp Mark Horstemeyer Sheldon Shi

(东北林业大学，哈尔滨，150040) (美国密西西比州立大学) (美国北德克萨斯州大学)

纳米材料的研究是现在的热门研究方向，在现代科学中，人们从大量材料与结构的破坏事件中认识到材料的变形与破坏现象源自材料的微观尺度及原子尺度［1］。将纳米技术引进到木材科学中，极大地扩宽了木材科学的研究领域，使研究深度从细胞水平上升到分子水平。纤维素是世界上可再生、最为丰富的天然生物高分子聚合物，植物的主要结构成分是纤维素，其在木材中的所占比例为40%～50%［2］。木质纳米纤维素是一种由1，4-β-D-葡萄糖甙键链接组成的无支链葡萄糖聚合体，其天然结构是由规则的晶体结构和无规则的非晶态结构构成，晶体结构决定了木材的弹性，非晶态结构决定了木材的灵活性与柔软性，其机械特性由晶体结构与非晶态结构所占的比例来刻画，具有很高的强度以及弹性模量等［3］。自19世纪人类发现木质纤维素中的晶体结构以来，多种不同种类木材的晶体结构已被确定。然而，由于木质纤维素中的非晶态结构的内部原子的排列呈现杂乱无章的分布状态，使得对其机械特征进行相关的研究，存在一定的困难。

笔者利用分子动力学仿真的方法，对木质纳米纤维素中的非晶态结构进行分子建模与拉伸变形仿真研究，通过所建模型仿真研究数据，求得纳观级结构中应力—应变曲线，将其同实验研究方法中的数据相比较，从而预测出材料宏观尺度各特性以及本构关系。……