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Assemblées de Nanotube de Carbone pour le Rétablissement Sain et la Dissipation Thermique

par M. Mikhail Kozlov

Mikhail Kozlov, Carter Haines, Jiyoung Oh, Marcio Lima, Crochet de Shaoli, Institut de Nanotechnologie, Université du Texas à Dallas
Auteur Correspondant : Mikhail.Kozlov@utdallas.edu

Résumé

Des réactions thermo- et photo-acoustiques Intenses ont été trouvées pour des alignements alignés de forêts multi-murées du nanotube de carbone (MWNT) et de feuilles tirées solides de MWNT. Si passionné utilisant le courant alternatif ou un laser proche-IR a modulé dans 100-20 000 Hertz de domaine, les assemblages de nanotube a produit du son fort et audible, avec une pression acoustique plus élevée étant trouvée des feuilles de MWNT. Un bilan des déformations non linéaires du signe thermoacoustic a indiqué un comportement hautement particulier des troisième et quatrièmes harmoniques produits à partir des forêts développées sur des disques de silicium. Les particularités étaient particulièrement pour faire court les forêts prononcées et peuvent être associées avec le transfert thermique à partir de la couche de MWNT au substrat. Les dépendances peuvent être utilisées pour évaluer des propriétés des surfaces adjacentes thermiques, en particulier, ceux basés sur des nanotubes de carbone. Les feuilles vérifiées de nanotube peuvent être jointes à n'importe quelle surface (par exemple, paroi d'un appartement) effectuant l'active de surface acoustique. Elles peuvent également être fixées aux hublots des bâtiments et des véhicules et peuvent être utilisées pour l'annulation active de bruit dans les environnements bruyants. À cause de bon ajouter à l'air environnant, des feuilles et les forêts de MWNT peuvent être utilisées pour la dispersion de la chaleur produite par les appareils électroniques variés. Elles peuvent être facilement modelées d'une telle voie, celle lors de la lecture avec un faisceau laser, la configuration produit d'un son caractéristique et peut pour cette raison être utilisée a utilisé pour codes barre acoustique accessibles en lecture.

Introduction

On s'attend à ce que des propriétés Remarquables des assemblages de nanotube de carbone (forêts, feuilles, fils) mènent à un grand choix d'applications. On a récent signalé1 que les feuilles multi-murées autonomes du nanotube de carbone (MWNT) produisent du son si passionnées avec le courant alternatif (ac).

Des propriétés de Thermoacoustic (MERCI ou actuel piloté) sont liées (PA ou radiothérapie de laser pilotée) au comportement photo-acoustique largement étudié. Afin de contrôler si la performance remarquable de ce matériau inhabituel peut être réalisée avec l'excitation de laser, nous avons effectué les mesures de VENTRE-PA de comparatif des feuilles (S1) uniques et multicouche de MWNT (S2-S10) [2]. Nous avons également découvert que des signes tout à fait intenses de VENTRES et de PA peuvent être produits par des alignements verticalement alignés de MWNTs (forêt de MWNT) développés sur des disques de silicium. Malgré leurs différences topologiques des feuilles, la chauffage des forêts avec le courant alternatif ou un faisceau laser modulé dans la plage de fréquence sonore a produit un signal acoustique qui peut être entendu par l'oreille ou être trouvé avec un microphone. Nous avons également exécuté des mesures des déformations non linéaires des VENTRES signalons et avons découvert le comportement hautement particulier des troisième et quatrièmes harmoniques produits par des forêts à partir des échographies de la tension courant-C.C [2]. Les données enregistrées peuvent trouver des applications dans des dispositifs pour le rétablissement et la manipulation saine, le chauffage, et refroidissement.

Résultats

Des alignements Alignés de MWNTs (forêt de MWNT) ont été développés par la technique conventionnelle de déposition en phase vapeur sur des disques de silicium et ont eu des hauteurs environ du µm 32, 138, et 233 (étiqueté F32, F138, et F233). Des feuilles de MWNT ont été fabriquées en tirant un flanc de la forêt dans le sens de plan témoin, la Figure 1A.


Figure1 : Forêt de MWNT en cours de conversion en feuille de MWNT (a). La pression acoustique Produite par les feuilles de MWNT (S1-S10) et les forêts de MWNT (F32-F233) a soumis aux VENTRES l'excitation (b). Les données ont été prises à 5000 Hertz, pour le premier harmonique du signal acoustique.

La pression acoustique produite par des feuilles de MWNT et des forêts de MWNT soumises à l'excitation de VENTRES est affichée dans la Figure 1B. MERCI des intensités ont été normalisées par l'énergie électrique acceptée. L'efficience de VENTRES (pression acoustique par watt de puissance d'entrée) était la plus élevée pour la feuille à une seule couche de MWNT : environ 820 mPa/W (92 dB/W). Bien Que la pression acoustique produite par l'échantillon multicouche dans nos expériences ait été rugueux proportionnelle au nombre de couches, l'efficience de conversion pour les échantillons multicouche relâchés bien sensiblement, environ à 63% pour S10 par rapport au S1. Ceci a pu être provoqué par une certaine augmentation de la densité de feuille dans l'assemblage multicouche.

La pression acoustique MERCI pour les forêts vérifiées de MWNT était comparable à celle pour l'échantillon S1. Cependant, l'efficience du rétablissement sain par des forêts s'est avérée inférieure à l'efficience des feuilles de MWNT. La valeur la plus élevée a été enregistrée de la forêt F138 : 153 mPa/W (78 dB/W), qui est 19% l'efficience de l'échantillon S1. Cette différence peut être provoquée par la densité de forêt sensiblement plus élevée avec la densité des feuilles de MWNT.


Références

  1. L. Xiao, Z. Chen, C. Feng, L. Liu, Z. - Q. Bai, Y. Wang, L. Qian, Y. Zhang, Q. Li, K. Jiang, et S. Fan, Lett Nano. 8, 4539 (2008).
  2. M.E. Kozlov, C.S. Haines, J. Oh, M.D. Lima, S. Fang, J. Appl. Phys., 106, 124311 (2009).

Droit d'auteur AZoNano.com, MANCEF.org

Date Added: Dec 8, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 04:06

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