Assemblées de nanotubes de carbone pour la production sonore et dissipation thermique

par le Dr. Mikhail Kozlov

Mikhaïl Kozlov, Carter Haines, Jiyoung Oh, Marcio Lima, Shaoli Fang, Nanotech Institute , Université du Texas à Dallas
Auteur correspondant: Mikhail.Kozlov @ utdallas.edu

Résumé

Forte des réponses thermo-et photo-acoustique ont été détectés pour les tableaux alignés de nanotubes de carbone multi-parois (MWNT) les forêts et solides feuilles MWNT dessinée. Lorsqu'il est chauffé à l'aide de courant alternatif ou d'un laser proche-IR 100 à 20 000 modulée en Hz gamme, les assemblages de nanotubes généré fort, un son audible, avec une pression sonore élevée étant détectée à partir des feuilles MWNT. Une évaluation des distorsions non linéaires du signal thermoacoustique a révélé un comportement hautement particulière de la troisième et quatrième harmoniques produites à partir de forêts cultivées sur des tranches de silicium. Les particularités ont été particulièrement prononcé pour les forêts à court et peut être associé avec le transfert de chaleur de la couche MWNT au substrat. Les dépendances peuvent être utilisés pour évaluer les propriétés des interfaces thermiques, en particulier ceux à base de nanotubes de carbone. Les feuilles de nanotubes enquête peut être attaché à n'importe quelle surface (par exemple, un mur d'un appartement) rendant la surface acoustique active. Ils peuvent également être fixés aux fenêtres des immeubles et des voitures et peut être utilisé pour l'annulation active du bruit dans les environnements bruyants. En raison de un bon couplage avec l'air environnant, les feuilles de MWNT et des forêts peut être utilisé pour la dissipation de la chaleur produite par divers dispositifs électroniques. Ils peuvent être facilement modelé de telle manière, que, lors de la numérisation avec un faisceau laser, le modèle génère un son caractéristique et peut donc être employée utilisés pour les codes barres lisibles acoustique.

Présentation

Remarquables propriétés des assemblages de nanotubes de carbone (forêts, feuilles, fils) devraient conduire à une variété d'applications. Il a été récemment rapporté une que autoportant de nanotubes de carbone multi-parois (MWNT) feuilles de générer du son lorsqu'il est chauffé avec du courant alternatif (ca).

Thermoacoustiques (TA ou courant moteur) propriétés sont liées à l'objet de nombreuses études photoacoustique (PA ou rayonnement laser driven) comportement. Afin de vérifier si les performances exceptionnelles de ce matériau inhabituel peut être réalisé avec l'excitation laser, nous avons effectué l'analyse comparative TA-PA mesures de simple (S1) et les feuilles multicouches MWNT (S2-S10) [2]. Nous avons aussi découvert que le TA assez fort et signaux PA peut être produite par des systèmes alignés verticalement de MWNTs (MWNT forêt) cultivé sur des tranches de silicium. En dépit de leurs différences topologiques des feuilles, le chauffage de la forêt en courant alternatif ou un faisceau laser modulé dans la gamme de fréquences audio produit un signal acoustique qui peut être entendu par l'oreille ou détectés avec un microphone. Nous avons également effectué des mesures de distorsion non linéaire du signal TA et a découvert un comportement très particulier de la troisième et quatrième harmoniques produits par les forêts à partir de scans de tension AC-DC [2]. Les données communiquées peuvent trouver des applications dans des dispositifs de génération de sons et de la manipulation, du chauffage et de refroidissement.

Résultats

Tableaux alignés de MWNTs (MWNT forêt) ont été cultivés par la technique classique de dépôt chimique en phase vapeur sur des wafers de silicium et avait une hauteur d'environ 32, 138 et 233 um (marqué F32, F138, F233 et). Feuilles MWNT ont été fabriqués en tirant un flanc de la forêt dans la direction de plan de l'échantillon, la figure 1A.


Date Added: Dec 8, 2010

Last Update: 10. November 2011 08:36

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