碳纳米管的热物性是近十年来微纳尺度传热领域的研究热点。本项目以实验为主要研究手段，辅助以分子动力学模拟和Monte Carlo模拟，探讨碳纳米管的本征导热系数、碳纳米管之间的接触热阻。研究结果表明，碳纳米管之间单位面积的接触热导同纳米管的直径成正比。我们认为造成这一现象的原因是：1）石墨c轴方向声子的平均自由程大于100 nm,远大于传统理论的预测值；2）声子在自由表面上的反射,使得声子可能反复多次经过接触点；3）声子的聚焦效应使得这一现象更加明显。为了验证这一假设，我们对石墨c轴方向声子的平均自由程进行了进一步的分子动力学和实验研究。我们的结果表明，室温下石墨c轴声子的平均自由程在200 nm左右，比传统理论预测值大1个数量级。这些研究成果对于重新认识声子在界面的输运机理具有重要价值。共发表SCI论文8篇,其中 Physical Review Letters(IF 7.521)1 篇、Nanoscale(IF 7.394)2 篇、Applied Physics Letters (IF 3.302) 2 篇、Journal of Applied Physics(IF 2.183)2 篇、Measurement Science and Technology(IF 1.433)1 篇。到目前为止,这 8 篇文章 SCI 引用 共计 38 次。 2100433B

碳纳米管的热物性是近十年来微纳尺度传热领域的研究热点。本项目将以实验为手段，探讨不同直径碳纳米管的本征导热系数，碳纳米管同氮化硅、氧化硅、金属铂之间的接触热阻，以及碳纳米管之间的接触热阻。另外，通过使用表面活性剂对碳纳米管进行处理，本项目还将探讨表面活性剂包覆对碳纳米管导热性能及上述接触热阻的影响。同已有文献相比，由于去掉了碳纳米管同热源、热沉间接触热阻的贡献，本项目将给出的碳纳米管的本征导热系数能够更加真实地反映出碳纳米管的导热特性。上述的这些研究工作将为碳纳米管的各种应用提供重要的参考数据。

界面接触热阻（TCR）是电子器件冷却、低温超导薄膜等领域研究中的一个热点。综合评述了对接触热阻传热机理的研究方法、测量方法以及减小接触热阻的主要措施，介绍了近年来国内外对接触热阻的最新研究成果和进展，现有的研究表明：对于界面接触热阻这一特殊物理问题，其理论研究既要从宏观上定量分析又要在微观上综合考虑声子、电子的散射、辐射等机理；在实验方面，目前的测量精度不够高，实验测量工作有待进一步完善；在减小接触热阻方面，除了常用的方 法 外，可以通过在接触表面生长新型的高性能导热材料 （碳纳米管等）来实现。对已报道的研究工作进行了总结，指出了今后的研究方向 。

实用新型专利 涉及一种便携式土壤热阻测量装置，该装置由测量探头、控制与计算模块、电源模块、显示与处理终端组成，可进行直埋电缆线路处土壤的温度监测与导热系数测量，并根据所测媒质的热阻特性的变化，自动优化加热功率，从而获得最佳测量结果，测量探头可以采用基于热线法的探针式探头，也可以采用基于平板法的平板状探头，探头内包含有三个热电偶温度测量点和一个加热电阻丝。该装置不仅可以实现对土壤温度的长期监测，还可以对土壤导热系数进行实地实时的测量。各结构单元模块化，携带与使用方便，能够根据不同的现场情况采用不同的测量方式，测量范围广，对土壤热阻系数测量范围为0.3～4.5K·m/W，对直埋电缆线路的设计与管理具有重要的意义。