MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
■001000017161084
■00520250211151255
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798382610733
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI30993412
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a621
■1001  ▼aLuo,  Xiao.
■24510▼aExtraordinary  Heat  Transfer  Within  Nanomaterials  and  Between  Nanostructures
■260    ▼a[Sl]▼bCarnegie  Mellon  University▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a168  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-11,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Shen,  Sheng.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Carnegie  Mellon  University,  2024.
■520    ▼aNanoscale  offers  great  promise  for  enhanced  heat  transfer  and  advanced  thermal  control  by  enabling  novel  material  structures  and  promoting  new  mechanisms.  This  dissertation  investigates  the  heat  transfer  behavior  at  the  nanoscale  of  both  the  solid-based  heat  conduction  and  the  media-less  thermal  radiation,  and  their  applications  in  advanced  thermal  control,  including  thermal  regulation  and  rectification.  We  first  introduce  the  novel  polyethylene  (PE)  nanofiber,  which  shows  aligned  molecular  chains  and  suppressed  intermolecular  phonon  scattering.  We  experimentally  demonstrate  that  PE  nanofiber  is  a  thermal  regulator  by  its  intrinsic  structural  phase  change.  We  further  modify  the  nanofiber  to  realize  thermal  rectification  through  partial  electron-beam  irradiation.  Then  we  explore  the  near-field  thermal  radiation  between  subwavelength  dimensions.  Near-field  thermal  radiation,  the  thermal  radiation  across  subwavelength  gap  distances  (generally  nanoscale),  has  proven  efficient  in  enhancing  radiative  heat  transfer  via  evanescent  waves.  However,  the  influence  of  subwavelength  dimensions  on  near-field  thermal  radiation  remains  unexplored,  although  it  has  proven  non-trivial  effect  on  far-field  thermal  radiation.  To  address  this  issue,  we  design  and  fabricate  suspended  nanodevices  to  accurately  measure  the  near-field  thermal  radiation  between  co-planar  membranes  with  subwavelength  thickness.  Besides  20-fold  stronger  thermal  radiation  than  blackbody,  we  observe  weaker  heat  transfer  than  the  theoretical  near-field  predictions  based  on  semi-infinite  bodies.  We  investigate  the  reasons  by  identifying  different  near-field  mechanisms  and  evaluating  their  contributions.  We  further  realize  thermal  regulation  by  integrating  overlapped  nanograting  structures  into  our  co-planar  nanodevices.  Lastly  we  systematically  apply  platinum  resistive  thermometry  to  platinum  heater  for  in-situ  temperature  monitoring.  We  find  corrections  are  necessary  for  the  widely-used  thermometry  formulas  in  literature,  if  it  is  under  high  temperature  rise.  Our  work  exemplifies  the  effectiveness  of  advanced  thermal  control  through  mechanisms  at  the  nanoscale  and  encourages  further  studies  in  the  physics  of  nanoscale  heat  transfer. 
■590    ▼aSchool  code:  0041.
■650  4▼aMechanical  engineering
■650  4▼aEngineering
■650  4▼aMaterials  science
■653    ▼aCo-planar  nanodevices
■653    ▼aNanoscale  heat  transfer
■653    ▼aNear-field  thermal  radiation
■653    ▼aPolyethylene  nanofiber
■653    ▼aSubwavelength  dimensions
■653    ▼aThermal  regulation
■653    ▼aThermal  rectification
■690    ▼a0548
■690    ▼a0794
■690    ▼a0537
■71020▼aCarnegie  Mellon  University▼bMechanical  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-11B.
■790    ▼a0041
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17161084▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

Preview

Export

ChatGPT Discussion

AI Recommended Related Books