Abstrato

Transporte térmico em nanotubos de carbono de paredes múltiplas

Hirakjyoti Das

Estudos sobre condução de calor em estruturas nanodimensionais despertam vários interesses, não apenas por causa do transporte térmico dependente da geometria, mas também pela dissipação de calor aparentemente controlável em regiões confinadas, incluindo o papel de defeitos e átomos de impurezas. Ao reduzir o tamanho estrutural da dimensão em massa para a nanoescala, haverá alteração significativa da capacidade térmica específica. Portanto, a condutividade térmica é diferente em diferentes regimes de temperatura, aproximando-se de um valor máximo em 300 K para nanotubos de carbono (CNTs). Pode-se notar que, diferentemente da contribuição eletrônica para a capacidade térmica específica, a contribuição da rede em um sistema 1D varia como ~T (em comparação com a tendência ~T3 para um sistema 3D). Embora os princípios teóricos e práticos de condutividade térmica tenham sido realizados para SWCNT, nenhum trabalho teórico foi realizado para nanotubos de carbono de parede dupla e tripla. Primeiro estabelecemos o cálculo teórico da condutividade térmica de DWCNT e TWCNT que corresponde às observações experimentais. A novidade do nosso trabalho não é o fato de que primeiro descobrimos que, à medida que o número de paredes aumenta no CNT de simples para duplo para triplo, os valores de condutividade térmica diminuem devido à interação de van der Waals entre os átomos de diferentes paredes . Vemos que a condutividade térmica do CNT de parede simples é muito alta (~3500 WmK-1), mas é reduzida para ~700 WmK-1 para um CNT de parede dupla. Essa queda é atribuída à dissipação de calor incoerente devido significativamente à interação de van der Waals entre os átomos de diferentes paredes coaxiais.