Thermal resonance induced by quasi-Casimir coupling for innovative nanoscale thermal management

准卡西米尔耦合引起的热共振,用于创新的纳米级热管理

基本信息

  • 批准号:
    22K20412
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.83万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-08-31 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Quasi-Casimir heat transfer, a new heat transfer mode in the transition regime from heat conduction to thermal radiation, results in the interfacial thermal resonance between two objects. However, the quasi-Casimir coupling between the nanostructures and adsorbed water layers on the solid surfaces is still open for question. Therefore, using nonequilibrium molecular dynamics, we will verify phonon transmission across a nanogap via nanostructures and adsorbed water layers, focusing on quasi-Casimir coupling and thermal resonance.In the FY 2022, we performed molecular dynamics simulation using the package program LAMMPS. In the nanogap of Pt adsorbed with water molecules, thermal resonance phenomena and phonon transport at the interface were confirmed not only between solid molecules but also between liquid molecules. In a nonequilibrium state, the heat flux across the nanogap increases exponentially with decreasing gap distance, and the thermal resonance between the atoms of the liquid adsorption layers co-occurs with the thermal resonance between the atoms of the solid interface layers. Moreover, the effects of the SiC molecular termination atoms (Si-C, C-Si, Si-Si, and C-C) on the thermal resonance phenomena and phonon transport in the SiC nanogap were clarified.These results have been presented at the 2022 Thermal Engineering Conference and published in Physical Chemistry Chemical Physics and Nanoscale by the Royal Society of Chemistry.
准卡西米尔传热是从热传导到热辐射的过渡状态下的新传热模式,导致两个物体之间的界面热共振。然而,质疑的纳米结构和吸附的水层之间的准卡西米尔耦合仍在质疑。因此,使用非平衡分子动力学,我们将通过纳米结构和吸附的水层验证声子的传播,重点是Quasi-Casimir耦合和热共振。在2022财年,我们使用包装程序LAMMPS进行了分子动力学模拟。在用水分子吸附的PT的纳米含量中,不仅在固体分子之间,而且在液体分子之间也证实了界面处的热共振现象和声子传输。在非平衡状态下,跨纳米类体系的热通量随着间隙距离的降低而成倍增加,并且液体吸附层的原子之间的热共振与固体界面层的原子之间的热共振共同相结合。此外,SIC分子终止原子(Si-C,C-Si,Si-Si和C-C)对SIC NanoGAP中热共振现象和声子传输的影响。这些结果已在2022年的Thermal Engineering会议上介绍,并在物理化学化学化学物理学和纳米级化学中发表了这些结果。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Quasi-Casimir coupling can induce thermal resonance of adsorbed liquid layers in a nanogap
准卡西米尔耦合可以引起纳米间隙中吸附液体层的热共振
Enhanced Heat Transfer across a Nanogap by Thermal Resonance between Adsorbed Liquid Layers
通过吸附液体层之间的热共振增强跨纳米间隙的传热
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Naruki Ichihara;Masahito Ueda;Xiangrui Li;Naruki Ichihara;Wentao Chen;Wentao Chen;Xiangrui Li;Xiangrui Li;Wentao Chen
  • 通讯作者:
    Wentao Chen
Dependence of Phonon Heat Transfer across a Vacuum Nanogap on Atomic Surface Terminations
跨越真空纳米间隙的声子传热对原子表面终端的依赖性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Naruki Ichihara;Masahito Ueda;Xiangrui Li;Naruki Ichihara;Wentao Chen;Wentao Chen;Xiangrui Li;Xiangrui Li
  • 通讯作者:
    Xiangrui Li
Effect of atomic surface termination on heat transfer across SiC-SiC nanogap
原子表面终止对SiC-SiC纳米间隙传热的影响
Interfacial thermal resonance between adsorbed liquid layers in a nanogap
纳米间隙中吸附液体层之间的界面热共振
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