Влияние Химической Модификации Поверхности Углеродных Нанотрубок На Их Теплопроводность

Abstract

An effect of partial chemical modification of the surface of a single-walled carbon nanotube on its thermal conductivity is studied. Numerical simulation of heat transfer showed that partial hydrogenation (fluorination) of a nanotube (addition of hydrogen and fluorine atoms from its outer side) can lead to more than a tenfold decrease in thermal conductivity. When the length of the nanotube increases, its thermal conductivity increases in proportion to the logarithm of the length, whereas the proportionality coefficient decreases with an increase in density of hydrogen or fluorine atoms attached. A thermal conductivity reduction coefficient does not depend on the length of the nanotube, but depends on temperature (the lower the temperature, the stronger the decrease) and density of the attached atoms p . When p < 0.25, an increase in density monotonically decreases the thermal conductivity. A decrease is maximum, when density p is 0.25. If only one half of the nanotube is hydrogenated, this half has a lower thermal conductivity. Such a nanotube becomes anisotropic and can be used as a heat transfer rectifier with no more than two percent rectification efficiency.

Термофорез Одноатомных Частиц В Открытых Нанотрубках

“…Образующийся в центральной части нанотрубки градиент температуры может быть использован для нахождения коэффициента теплопроводности Углеродные нанотрубки обладают аномально высокой теплопроводностью [5,25]. Прямое моделирование теплопереноса показывает [26], что коэффициент теплопроводности идеальной нанотрубки κ(N) монотонно увеличивается с увеличением ее длины L = (N − 0.5)a как логарифм длины:…”

Изменение Теплопроводности Многослойного Массива Углеродных Нанотрубок При Его Поперечном Сжатии

“…Численное моделирование теплопереноса вдоль идеальной одностенной нанотрубки показывает, что коэффициент теплопроводности монотонно растет при увеличении ее длины [15][16][17]. Детальное моделирование теплопереноса вдоль нанотрубки с индексом хиральности (6,6) показало [18], что теплопроводность идеальной нанотрубки растет прямо пропорционально логарифму ее длины. Макроскопические сборки нанотрубок, такие как их массивы, волокна (пучки) и пленки, обладают более низкой теплопроводностью из-за плохого выравнивания нанотрубок и низкой плотности их упаковок [19][20][21][22].…”