Abstracto

Transporte térmico en nanotubos de carbono de paredes múltiples

Hirakjyoti Das

Los estudios sobre la conducción de calor en estructuras nanodimensionales han suscitado numerosos intereses, no solo debido al transporte térmico dependiente de la geometría, sino también a la disipación de calor aparentemente controlable en regiones confinadas, incluido el papel de los defectos y los átomos de impurezas. Al reducir el tamaño estructural de la dimensión a granel a la nanoescala, habrá una alteración significativa de la capacidad calorífica específica. Por lo tanto, la conductividad térmica varía en diferentes regímenes de temperatura y se acerca a un valor máximo a 300 K para los nanotubos de carbono (CNT). Se puede observar que, a diferencia de la contribución electrónica a la capacidad calorífica específica, la contribución reticular en un sistema 1D varía como ~T (en comparación con la tendencia ~T3 para un sistema 3D). Aunque se han llevado a cabo mediciones teóricas y prácticas de conductividad térmica para SWCNT, no se han realizado trabajos teóricos de este tipo para nanotubos de carbono de pared doble y triple. Primero establecimos el cálculo teórico de la conductividad térmica de DWCNT y TWCNT que coincide con las observaciones experimentales. La novedad de nuestro trabajo radica en el hecho de que descubrimos por primera vez que, a medida que aumenta el número de paredes en los CNT, de simple a doble o triple, los valores de conductividad térmica disminuyen debido a la interacción de van der Waals entre los átomos de diferentes paredes. Vemos que la conductividad térmica de los CNT de pared simple es muy alta (~3500 WmK-1), pero se reduce a ~700 WmK-1 para los CNT de pared doble. Esta caída se atribuye a una disipación de calor incoherente debido en gran medida a la interacción de van der Waals entre los átomos de diferentes paredes coaxiales.