TiO2 纳米颗粒与水之间的界面热导：分子动力学研究
材料科学
2023-04-14 v1 应用物理
摘要
采用瞬态非平衡分子动力学研究了 TiO2 纳米颗粒与水之间的界面热导（Kapitza 热导）。研究发现，TiO2 纳米颗粒的 Kapitza 热导比其他常规纳米颗粒（如金、银、硅、铂以及碳纳米管和石墨烯薄片）高一个数量级。这一差异可通过比较部分带电的钛、氧原子与水原子之间的静电相互作用对范德华相互作用的贡献来解释，这使冷却时间增加了约 10 倍。还研究了纳米颗粒直径、温度以及表面润湿性对界面热导的影响。结果表明，将纳米颗粒直径从 4 nm 增大到 9 nm 时，Kapitza 热导略有下降。此外，将受热纳米颗粒的温度从 400 K 升高到 600 K 会导致热导增强。研究发现，将 Lennard-Jones（LJ）势的耦合强度从 0.5 增大到 4 使 Kapitza 热导增加约 20%。研究还表明，以分子动力学提供输入的连续介质模型可作为描述液体介质中纳米颗粒热弛豫的合适近似。
引用
@article{arxiv.2111.04143,
title = {Interfacial thermal conductance between TiO2 nanoparticle and water: A molecular dynamics study},
author = {Mahdi Roodbari and Mohsen Abbasi and Saeed Arabha and Ayla Gharedaghi and Ali Rajabpour},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.04143},
year = {2023}
}