Термофорез одноатомных частиц в открытых нанотрубках

Методом молекулярной динамики показано, что термофорез частиц (атомов) внутри одностенных углеродных нанотрубок (УНТ) обладает высокой эффективностью. Помещение частицы внутрь УНТ, участвующей в теплопереносе, приводит к ее движению в направлении потока тепла с постоянной скоростью, величина которой слабо зависит от длины нанотрубки. Тепловой поток вдоль УНТ приводит к образованию для частиц внутри нее постоянной силы термофореза, направление которой совпадает с направлением теплопереноса. Одноатомность частицы позволила численно вычислить эту силу и определить вклад в нее взаимодействия с каждым тепловым фононом нанотрубки. Показано, что величина силы практически полностью определяется взаимодействием частицы с длинноволновыми изгибными фононами нанотрубки, обладающими большой длиной пробега. Поэтому скорость движения частицы и величина силы термофореза слабо зависят от длины нанотрубки, а определяются разницей температур на ее концах. В силу этого режим термофореза частиц внутри нанотрубок является баллистическим, а не диффузионным.