Сотрудники Института физики прочности и материаловедения СО РАН выявили зависимость, позволяющую управлять тепловыми свойствами углеродных нанотрубок.

Сотрудниками лаборатории физики нелинейных сред и лаборатории молекулярного имиджинга и фотоакустики ИФПМ СО РАН исследовано влияние доменной структуры на теплоемкость углеродных нанотрубок. Исследователями проведен анализ результатов рентгеновской дифрактометрии, рамановской спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии. Показано, что одностенные углеродные нанотрубки содержат зигзагообразные структуры размером ~ 200 нм, а поверхность многостенных углеродных нанотрубок образована кристаллитами типа «зигзаг-кресло» размером ~ 40 нм.

Уменьшение размера кристаллитов в многостенных углеродных нанотрубках приводит к более высокой плотности границ раздела доменов, рассеивающих фононы, что приводит к увеличению нижней частоты отсечки этих фононов и снижению теплоемкости многостенных углеродных нанотрубок на 10 % по сравнению с одностенными углеродными нанотрубками. Выявленная зависимость теплоемкости от структурного беспорядка позволяет управлять тепловыми свойствами нанотрубок и может быть полезна при разработке термоэлектрических и термоинтерфейсных материалов.

Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, тема FWRW-2022-0002. Результаты исследований опубликованы в высокорейтинговом журнале «Nanoscience and Technology: An International Journal» (Q2) →.

Источник: Институт физики прочности и материаловедения СО РАН.