石墨烯蜂窝晶格纳米结构三维建模

做这个石墨烯结构模型的时候，最先要捋清楚的是碳六元环的键长键角参数，毕竟石墨烯的sp2杂化键角是固定120度，C-C键长取0.142纳米的标准值，不能随便拍脑袋定尺寸，不然做出来的晶格结构就不符合材料本身的物理特性，后续要是用来做纳米器件仿真或者教学演示就会出偏差。建模的时候先在SolidWorks里选前视基准面，先画单个正六边形的草图，注意要把六边形的约束完全锁死，每条边等长，相邻边夹角120度，然后退出草图，用3D草图把每个六边形顶点沿垂直于基准面的方向偏移对应层间距？不对，单层石墨烯是二维平面结构，哦不对这次做的是立体展示的球棍模型，所以每个碳原子用球体特征，碳碳键用扫描凸台做，先画单个碳原子的球体，直径按比例取键长的三分之一，保证视觉上球棍比例协调，不会出现球太大挡住键或者键太细显得结构松散的问题。

画完单个六元环的球棍单元之后，不能直接阵列就完事，要注意石墨烯晶格是两套子晶格错开排布的，直接线性阵列会出现原子位置重叠的错误，得先把第一个六元环的所有原子和键做成一个子装配体？不对，直接在零件环境里用草图驱动的阵列更稳妥，先把整个蜂窝晶格的排布草图画出来，把每个碳原子的坐标点都标好，然后用草图点驱动球体特征的阵列，再逐段生成碳碳键的扫描特征，这样能保证整个晶格的拓扑结构完全正确，不会出现断键或者错连的情况。

这个模型主要用在两个场景，一个是高校材料专业的纳米材料教学演示，比起平面的示意图，三维球棍模型能让学生直观看到蜂窝结构的连接方式，理解为什么石墨烯有超高的强度和导电性能；另一个是做微纳传感器、纳米复合材料研发的时候，可以用这个基础晶格模型做后续的功能化改性建模，比如在表面接枝官能团、搭建多层石墨烯堆叠结构的时候，这个基础模型的尺寸精度够，不用重新调整晶格参数。

建模的时候还要注意安装边界？不对，这个是微观结构模型，要是用来做展示台摆放的实体3D打印件的话，整个模型的外轮廓尺寸要控制在常用的打印幅面内，比如做150mm见方的展示件的话，要把晶格的缩放比例算好，边缘的原子要做适当的截断处理，不能出现半根键露在外面的情况，边缘的球体要完整，打印的时候不会出现支撑难去除的问题。画键的时候用扫描特征，路径是两个碳原子球心的连线，轮廓是圆形，直径取球体直径的四分之一，扫描的时候要注意和两端的球体做合并结果，不然导出STL的时候会出现面重叠的错误，影响3D打印或者仿真导入。另外渲染的时候给碳原子赋深金属色材质，碳键赋半透的红棕色材质，和常见的分子模型配色保持一致，方便识别不同的结构部分，打光的时候用柔和的环境光，避免球体上出现过曝的高光，看不清晶格的层叠关系。