Термофорез углеродных наночастиц (нанолент и нанотрубок) на плоской многослойной подложке гексагонального нитрида бора (h-BN)

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.