Вышедшие номера
Термофорез углеродных наночастиц (нанолент и нанотрубок) на плоской многослойной подложке гексагонального нитрида бора (h-BN)
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), мк, 18-29-19135
Савин А.В.1,2
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: 28 июля 2021 г.
В окончательной редакции: 28 июля 2021 г.
Принята к печати: 8 августа 2021 г.
Выставление онлайн: 14 сентября 2021 г.

Методом молекулярной динамики с использованием 2D цепной модели показано, что термофорез углеродных наночастиц (нанолент и нанотрубок) на плоской многослойной подложке (на плоской поверхности кристалла гексагонального нитрида бора) обладает высокой эффективностью. Помещение наночастицы на плоскую поверхность подложки, участвующей в теплопереносе, приводит к ее движению в направлении потока тепла. Тепловой поток вдоль подложки приводит к образованию действующих на узлы наночастицы постоянных сил (сил термофореза). Главное действие силы оказывают на края нанолент графена, именно здесь происходит основное взаимодействие наноленты с изгибными фононами подложки. Данные фононы обладают большой длиной свободного пробега, поэтому эффективный перенос наночастиц с использованием термофореза может происходить на достаточно больших расстояниях. Движение углеродных наночастиц под действием теплового потока имеет вид движения частиц в вязкой среде под действием постоянной силы. Со временем наночастицы всегда выходят на режим движения с постоянной скоростью. Скорость стационарного движения практически одинакова для всех размеров и типов углеродных наночастиц, что объясняется тем, что сила термофореза и эффективное трение имеют один и тот же источник - взаимодействие наночастицы с изгибными тепловыми колебаниями слоев подложки. Ключевые слова: наноленты, нанотрубки, плоские многослойные подложки, термофорез, 2D-модель многослойной подложки.
  1. N. Azong-Wara, C. Asbach, B. Stahlmecke, H. Fissan, H. Kaminski, S. Plitzko, D. Bathen, T.A.J. Kuhlbusch. J. Nanopart. Res. 15, 1530 (2013)
  2. A. Barreiro, R. Rurali, E.R. Hernandez, J. Moser, T. Pichler, L. Forro, A. Bachtold. Science 320, 775-778 (2008)
  3. R. Piazza. Soft Matter 4, 9, 1740-1744 (2008)
  4. B. Liu, K. Zhou. Prog. Mater. Sci. 100, 99-169 (2019)
  5. R. Guerra, U. Tartaglino, A. Vanossi, E. Tosatti Ballistic nanofriction. Nature Mater. 9, 634-637 (2010)
  6. E. Panizon, R. Guerra, E. Tosatti. PNAS 114 (34), E7035 (2017)
  7. M. Jafary-Zadeh, C.D. Reddy, V. Sorkin, Y.-W. Zhang. Nanoscale Res. Lett. 7, 148 (2012)
  8. A.V. Savin, Y.S. Kivshar. Transport of fullerene molecules along graphene nanoribbons. Sci. Rep. 2, 1012 (2012)
  9. M. Becton, X. Wang. J. Chem. Theory Comput. 10, 722 (2014)
  10. R. Rajegowda, S.K. Kannam, R. Hartkamp, S.P. Sathian. Nanotechbology 29, 21, 215401 (2018)
  11. D. Wang, L. Wang, Z. Hu. Nanoscale Res. Lett. 15, 203 (2020)
  12. А. В. Савин, О.И. Савинa. ФТТ, 63, 4, 564-571 (2021)
  13. P.A.E. Schoen, J.H. Walther, S. Arcidiacono, D. Poulikakos, P. Koumoutsakos. Nano Lett. 6, 9, 1910 (2006)
  14. P.A.E. Schoen, J.H. Walther, D. Poulikakos, P. Koumoutsakos. Appl. Phys. Lett. 90, 253116 (2007)
  15. J. Shiomi, S. Maruyama. Nanotechnology 20, 055708 (2009)
  16. E. Oyarzua, J.H. Walther, C.M Megaridis, P. Koumoutsakos, H.A. Zambrano. ACS Nano 11, 10, 9997 (2017)
  17. R. Rajegowda, S.K. Kannam, R. Hartkamp, S.P. Sathian. Nanotechnology 28, 155401 (2017)
  18. E. Oyarzua, J.H. Walther, H.A. Zambrano. Phys. Chem. Chem. Phys. 20, 5, 3672 (2018)
  19. Q. Cao. J. Phys. Chem. C 123, 29750 (2019)
  20. A. Panahi, P. Sadeghi, A. Akhlaghi, M.H. Sabour. Diamond \& Related Materials 110 108105 (2020)
  21. H.A. Zambrano, J.H. Walther, R.L. Jaffe. J. Chem. Phys. 131, 241104 (2009)
  22. M.V.D. Prasad, B. Bhattacharya. Nano Lett., 16, 4, 2174 (2016)
  23. M.V.D. Prasad, B. Bhattacharya. Nano Lett. 17, 4, 2131 (2017)
  24. R. Rurali, E.R. Hernandez. Chem. Phys. Lett. 497, 62 (2010)
  25. N. Wei, H.-Q. Wang, J.-C. Zheng. Nanoscale Res. Lett. 7, 1, 154 (2012)
  26. A.V. Savin, E.A. Korznikova, S.V. Dmitriev, Phys. Rev. B 92, 035412 (2015)
  27. А.В. Савин, Е.А. Корзникова, С.В. Дмитриев, ФТТ 57, 11, 2278 (2015)
  28. A.V. Savin, E.A. Korznikova, S.V. Dmitriev, Phys. Rev. B 99, 235411 (2019)
  29. J.H. Los, J.M.H. Kroes, K. Albe, R.M. Gordillo, M.I. Katsnelson, A. Fasolino. Phys. Rev. B 96, 184108 (2017)
  30. A.K. Rappe, C.J. Casewit, K.S. Colwell, W.A. Goddard III, W.M. Skiff. J. Am. Chem. Soc. 114, 10024 (1992)
  31. A. Vanossi, N. Manini, M. Urbakh, S. Zapperi, E. Tosatti, Rev. Mod. Phys. 85, 529 (2013)
  32. D. Mandelli, W. Ouyang, O. Hod, M. Urbakh, Phys. Rev. Lett. 122, 076102 (2019)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.