هدایت حرارتی نانو نوار گرافن متخلخل استفاد ه‌شده در عملیات آشکارسازی جرم

در این مقاله، بازدهی هدایت حرارتی نانونوار گرافنی دارای نقص در برابر حضور نانوذرات افزوده در عملیات آشکارسازی جرم های کوچک با استفاده از دینامیک مولکولی غیرتعادلی معکوس مورد مطالعه قرار گرفته است. مدیریت هدایت حرارتی این ساختار به دلیل تلفات القایی در هدایت الکتریکی بسیار موردبحث بوده و هر راهی که بتواند هدایت حرارتی گرافن را تحت مدیریت قرار دهد بسیار کارآمد خواهد بود. در این مقاله دیده شده که حین انجام عملیات آشکارسازی، در اثر ایجاد تخلخلهایی در سطح نانونوار و یا افزوده شدن نانوذرات خارجی، خواص حرارتی گرافن تغییر قابل توجهی می‌نماید که این مساله باید در کالیبراسیون سنسورهای جرمی بر مبنای گرافن مدنظر قرار گیرد. بطور خلاصه، شبیه‌سازی‌ها نشان داده که ضریب هدایت حرارتی گرافن با افزایش حضور نانو ذرات آهن کاهش می‌یابد. در لبه‌های نوار گرافنی مقدار ضریب هدایت حرارتی از بقیه‌ی نقاط بیشتر است که نشان می‌دهد مکان جای خالی و نانوذره بر ضریب هدایت حرارتی اثرگذار است. به‌عنوان نتیجه‌ای جالب‌توجه، مقدار ضریب هدایت حرارتی حالت جای خالی بیشتر از حالت نانوذره همراه با جای خالی بوده و افزایش قطر حفره، اثر مستقیم بر کاهش مقدار ضریب هدایت حرارتی داشته به‌طوری‌که با افزایش قطر حفره از 0.5 نانومتر به 4.4 نانومتر در یک نوار گرافن با عرض 5 نانومتر، مقدار ضریب هدایت حرارتی از 67 w/mk به 1.43 w/mk می‌رسد.