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Assemblee di Nanotube del Carbonio per la Generazione e la Dissipazione Di Calore Sane

da Dott. Mikhail Kozlov

Mikhail Kozlov, Carter Haines, Jiyoung Oh, Marcio Lima, Zanna di Shaoli, Istituto di NanoTech, Università del Texas a Dallas
Autore Corrispondente: Mikhail.Kozlov@utdallas.edu

Estratto

Le Forti termo e risposte fotoacustiche sono state individuate per le schiere state allineate delle foreste multi-murate del nanotube del carbonio (MWNT) e delle lamiere sottili estratte solide di MWNT. Una Volta riscaldati facendo uso di corrente alternata o di un laser quasi-IR modulato in 100-20 000 Hertz di intervallo, gli assembly del nanotube hanno generato il suono rumoroso e udibile, con più alta pressione sonora che è individuata dalle lamiere sottili di MWNT. Una valutazione delle deformazioni non lineari del segnale thermoacoustic ha rivelato un comportamento altamente peculiare delle terze e quarte armoniche prodotte dalle foreste sviluppate sulle lastre di silicio. Le caratteristiche erano particolarmente in breve foreste pronunciate e possono essere associate con lo scambio di calore dal livello di MWNT nel substrato. Le dipendenze possono essere usate per la valutazione dei beni delle interfacce termiche, in particolare, quelli basati sui nanotubes del carbonio. I fogli esaminatori del nanotube possono essere allegati a tutta la superficie (per esempio, parete di un appartamento) facente l'attivo della superficie acustico. Possono anche essere fissati alle finestre dei beni immobili e delle automobili e possono essere utilizzati per l'annullamento attivo di disturbo negli ambienti rumorosi. A causa di buon accoppiamento con l'aria circostante, le lamiere sottili e le foreste di MWNT possono essere usate per la dissipazione del calore prodotta dai vari apparecchi elettronici. Possono essere modellate facilmente in tale modo, quello sopra lo scansione con un raggio laser, il reticolo genera un suono caratteristico e può quindi essere impiegato ha usato per i codici a barre acustico leggibili.

Introduzione

I beni Notevoli degli assembly del nanotube del carbonio (foreste, lamiere sottili, filati) si pensano che piombo a varie applicazioni. Recentemente è stato riferito1 che le lamiere sottili multi-murate indipendenti del nanotube del carbonio (MWNT) generano il suono una volta riscaldate con corrente alternata (ac).

I beni di Thermoacoustic (TUM o corrente guidati) sono collegati con (PA o radiazione di laser determinata) il comportamento fotoacustico ampiamente studiato. Per controllare se la prestazione eccezionale di questo materiale insolito può essere raggiunta con l'eccitazione del laser, abbiamo effettuato le misure comparative TUM-PA di singole (S1) e lamiere sottili a più strati di MWNT (S2-S10) [2]. Egualmente abbiamo scoperto che i segnali abbastanza forti di PA e di TUM possono essere generati tramite le schiere verticalmente state allineate di MWNTs (foresta di MWNT) sviluppate sulle lastre di silicio. Malgrado le loro differenze topologiche dalle lamiere sottili, riscaldare le foreste con corrente alternata o un raggio laser modulato nell'intervallo di audio frequenza ha prodotto un segnale acustico che può essere sentito dall'orecchio o essere individuato con un microfono. Egualmente abbiamo realizzato le misure delle deformazioni non lineari dei TUM segnaliamo e scoperto il comportamento altamente peculiare delle terze e quarte armoniche prodotte dalle foreste dalle scansioni di tensione CA-CC [2]. I dati riferiti possono trovare le applicazioni in unità per la generazione e manipolazione sana, riscaldamento e raffreddarsi.

Risultati

Le schiere State Allineate di MWNTs (foresta di MWNT) si sono sviluppate dalla tecnica chimica convenzionale di applicazione a spruzzo sulle lastre di silicio ed hanno avute altezze di circa µm 32, 138 e 233 (contrassegnato F32, F138 e F233). Le lamiere sottili di MWNT da costruzione tirando un muro laterale della foresta nella direzione dell'aereo del campione, la Figura 1A.


Figure1: Foresta di MWNT nel corso della conversione nella lamiera sottile di MWNT (A). La pressione sonora Generata dalle lamiere sottili di MWNT (S1-S10) e dalle foreste di MWNT (F32-F233) ha sottoposto ai TUM l'eccitazione (B). I dati sono stati catturati a 5000 Hertz, per la prima armonica del segnale acustico.

La pressione sonora generata dalle lamiere sottili di MWNT e dalle foreste di MWNT sottoposte all'eccitazione di TUM è indicata nella la Figura 1B. Le intensità di TUM sono state normalizzate dalla energia elettrica assicurata. Il risparmio di temi di TUM (pressione sonora per watt di alimentazione in ingresso di entrata) era il più alto per la lamiera sottile a un solo strato di MWNT: circa 820 mPa/W (92 dB/W). Sebbene la pressione sonora generata dal campione a più strati nei nostri esperimenti sia approssimativamente proporzionale al numero dei livelli, il risparmio di temi di conversione per i campioni a più strati caduti abbastanza significativamente, a circa 63% per S10 rispetto allo S1. Ciò ha potuto essere causata tramite un certo aumento nella densità della lamiera sottile nell'assembly a più strati.

La pressione sonora di TUM per le foreste esaminarici di MWNT era comparabile a quella per il campione S1. Tuttavia, il risparmio di temi della generazione sana dalle foreste è risultato più basso del risparmio di temi delle lamiere sottili di MWNT. Il più alto valore è stato registrato dalla foresta F138: 153 mPa/W (78 dB/W), che è 19% il risparmio di temi del campione S1. Questa differenza può essere causata dalla densità del bosco sostanzialmente rispetto alla densità delle lamiere sottili di MWNT.


Riferimenti

  1. L. Xiao, Z. Chen, C. Feng, L. Liu, Z. - Q. Bai, Y. Wang, L. Qian, Y. Zhang, Q. Li, K. Jiang e 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).

Copyright AZoNano.com, MANCEF.org

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

Last Update: 14. June 2013 04:16

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