摘要：在人工骨支架增材制造过程中,为了制造出具有不同力学性能的人造骨支架适合不同病患,提出利用分子动力学（Molecular dynamics,MD）模拟方法,研究所用基体复合材料（聚丙烯腈（Poly acrylonitrile,PAN）基碳纤维和羟基磷灰石（Hydroxyapatite,HA））表面之间的相互作用及力学性能.分别在原子模拟凝聚相优化分子势能力场（Condensed-phase optimized molecular potentials for atomistic simulation studies,COMPASS）和通用力场（Universal force field,UFF）下,对比计算HA和PAN基碳纤维/HA的力学性能,并比较其弹性模量和泊松比,证明羟基磷灰石是一种各向异性材料,并给出羟基磷灰石中添加PAN基碳纤维可以有效改善其力学性能.针对沿不同剪切方向上的PAN基碳纤维/羟基磷灰石进行动力学计算,表明在不同的力场下,羟基磷灰石均是在沿（110）剪切面上与聚丙烯腈纤维产生的结合能值较大.结合径向分布函数分析,揭示了PAN/HA复合材料主要是通过PAN中的N原子与HA表面发生强作用,从而提高PAN/HA基体力学性能.

关键词：pan基碳纤维 羟基磷灰石 结合能 力学性能 模拟 

单位：西北工业大学机电学院 西安710072 西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室 西安710072