通过激光切除,增强 Cu Grafted 石墨烯-C₂H₆O₂基纳米流体的热导率,以在数据中心作为冷却剂的潜在应用

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术纳米技术
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 提高传热流体的导热率对于高效的热管理至关重要.
• 石墨烯和金属纳米粒子是纳米流体的有希望的材料.
• 无分散剂的纳米流体提供了更好的稳定性和减少对环境的影响.

研究的目的:

• 为了研究在乙烯糖醇中与铜纳米颗粒接种的石墨烯的导热性增强.
• 在没有分散剂的情况下评估合成纳米流体的稳定性.
• 评估潜在的大规模应用的成本效益.

主要方法:

• 在液体溶液中使用脉冲激光切除 (PLAL) 合成石墨烯-铜 (Cu) 纳米粒子纳米流体.
• 测量热导电性增强的方法.
• 评估纳米流体随时间的稳定性.
• 使用密度函数理论 (DFT) 和分子动力学 (MD) 的理论研究.

主要成果:

• 在低Cu体积度下 (大约) 达到12.6%的显著热导率增强. 0.3%). 在这个过程中.
• 在没有任何分散剂的情况下,在3-4周内表现出显著的时间稳定性.
• 与Ag和Au相比,DFT和MD研究证实了Cu纳米颗粒与石墨烯的优越结合亲和力.
• 与金石墨烯和银石墨烯纳米流体相比,经过证明的成本效益.

结论:

• 与Cu纳米颗粒接种的石墨烯在乙烯糖醇中形成了一个稳定,高性能的纳米流体.
• 在生产稳定,无分散剂的纳米流体方面,PLAL方法是有效的.
• 成本效益和性能使得Cu-graphene/乙烯糖醇纳米流体适合在热管理应用中大规模生产,例如数据中心冷却.