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近日，我院动力工程系博士生高建树发表题为“Graphene Nanofluids as Thermal Management Materials: Molecular Dynamics Study on Orientation and Temperature Effects”的文章，文章被ACS Applied Nano Materials期刊选为当期的封面文章。

石墨烯因拥有高热导率而在强化传热领域受到极大的关注。将纳米石墨烯片掺入水中，可获得石墨烯-水纳米流体。但石墨烯在纳米流体中形态多样，如倾斜以及弯曲等，可形成复杂的石墨烯-水界面。针对这一复杂界面的热输运量化分析以及机理揭示，对石墨烯-水纳米流体的应用具有重要的意义。该工作使用分子动力学模拟方法，研究了单层石墨烯在水中不同倾斜角、不同弯曲度的热导以及热整流现象，并通过分析界面处液体层的微观结构，证实了温度以及范德华力对界面热输运的影响。结果表明，随着石墨烯定向角的增大，热量更多地沿石墨烯平面方向进行传导，从而提高了热导值；而随着曲率的增加，热导值先增大后保持不变，这是石墨烯与水间形成复杂接触面下作用的结果，且该非对称结构未造成热整流效应；当温度增加时，纳米流体的热导值增加，其主要归因于石墨烯-水界面热导值的增加，且其强化效果随石墨烯-水间相互作用的提高而逐渐变小；通过振动态密度以及界面处液体结构的分析，进一步揭示了石墨烯-水纳米流体的热传输机理。

该研究由国家自然科学基金（No. 51576145与51776142）资助。博士生高建树是我院动力工程系2017级博士生，主要研究方向为微纳尺度传热，指导老师为谢诞梅教授和岳亚楠教授。合作者包括吴昊（17级博士生）、美国波士顿大学Xin Zhang教授等。

附文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.9b01266