CONDUCTIVIDAD TERMICA EN NANOESTRUCTURAS

MORA BARZAGA, GERAUDYS; BRINGA, EDUARDO M.

Congreso; 106o REUNION DE LA ASOCIACIÓN FÍSICA ARGENTINA - SEGUNDA WEBINAR; 2021

Las propiedades a la nanoescala de los materiales pueden tener una gran influencia en su comportamiento macroscópico, por ejemplo, la generaci´on y acumulación de defectos, como la densidad, la porosidad y las interfaces, pueden cambiar sus propiedades térmicas. En este trabajo, utilizamos simulaciones de dinámica molecular (MD), como una herramienta para estudiar el transporte térmico por vibraciones en presencia de estos defectos. Para determinar la influencia de una interface en la conductividad térmica, consideramos dos nanopartículas cristalinas sin presión externa, sometidas a un gradiente de temperatura perpendicular a la superficie de contacto entre ellas, y determinamos la conductividad t´ermica, la resistencia de contacto y el radio de contacto (ac) en funci´on al radio de las nanopart´ıculas (R). La resistencia de contacto en la interfaz aumenta linealmente con el radio de contacto entre las nanopart´ıculas, lo que lleva a una disminuci´on neta en la conductividad efectiva a medida que aumenta el tama˜no de las nanopart´ıculas. Un modelo basado en el radio de contacto entre dos nanopart´ıculas permite explicar razonablemente los resultados num´ericos obtenidos para la conductividad t´ermica, bien descrita por una dependencia con (ac/R). Se encontr´o que la conductancia térmica simulada es proporcional a (ac/R) . Tambi´en hemos estudiado otros nanosistemas de inter´es tecnol´ogico: nanocables (NWs) y nanotubos (NTs) de carbono amorfo (aC). Para estudiar la influencia de la densidad, la temperatura y la geometr´ıa en las propiedades t´ermicas, obtenemos y analizamos la conductividad t´ermica de NW y NT con un radio externo de 2 nm, utilizando el Environment-Dependent Interaction Potential (EDIP), revisado para aC. El comportamiento de la conductividad t´ermica con radios internos, temperatura y densidad (relacionado con diferentes niveles de hibridaciÓn sp3) se compara con experimentos en pel´ıculas delgadas, encontrando muy buen acuerdo. Para los NTs, se obtuvo un aumento en la conductividad a medida que se aumenta el radio interno, disminuyendo el grosor de la pared.