Вышедшие номера
Термофорез одноатомных частиц в открытых нанотрубках
Савин А.В.1,2, Савина О.И.2
1Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, Москва, Россия
2Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова, Москва, Россия
Email: asavin@center.chph.ras.ru
Поступила в редакцию: 16 ноября 2020 г.
В окончательной редакции: 16 ноября 2020 г.
Принята к печати: 20 ноября 2020 г.
Выставление онлайн: 9 января 2021 г.

Методом молекулярной динамики показано, что термофорез частиц (атомов) внутри одностенных углеродных нанотрубок (УНТ) обладает высокой эффективностью. Помещение частицы внутрь УНТ, участвующей в теплопереносе, приводит к ее движению в направлении потока тепла с постоянной скоростью, величина которой слабо зависит от длины нанотрубки. Тепловой поток вдоль УНТ приводит к образованию для частиц внутри нее постоянной силы термофореза, направление которой совпадает с направлением теплопереноса. Одноатомность частицы позволила численно вычислить эту силу и определить вклад в нее взаимодействия с каждым тепловым фононом нанотрубки. Показано, что величина силы практически полностью определяется взаимодействием частицы с длинноволновыми изгибными фононами нанотрубки, обладающими большой длиной пробега. Поэтому скорость движения частицы и величина силы термофореза слабо зависят от длины нанотрубки, а определяются разницей температур на ее концах. В силу этого режим термофореза частиц внутри нанотрубок является баллистическим, а не диффузионным. Ключевые слова: нанотрубки, термофорез, теплоперенос, фононы нанотрубок.