В рамках выполнения гранта Российского научного фонда №21-19-00226 сотрудниками кафедры радиотехники и электродинамики Института физики и отдела математического моделирования Образовательно-научного института наноструктур и биосистем СГУ при участии сотрудников кафедры физики конденсированных сред Университета Барселоны проведено исследование процессов переноса теплового излучения (радиационный теплообмен) между углеродными нанотрубками (УНТ) на малых (нанометровых) расстояниях. Эффект радиационного теплообмена между двумя телами, в том числе наноструктурированными объектами, вызван наличием флуктуационных колебаний электромагнитных полей. Расчет радиационного потока тепловой энергии проводился с помощью подходов флуктуационной электродинамики, в частности, подхода Рытова. Исследовался радиационный обмен тепловой энергией между нанотрубками различных диаметров и типов: кресельных (с металлическим типом проводимости) и зигзагообразных (металлических и полупроводниковых). На основе полученных результатов расчетов выявлено, что радиационный поток энергии между двумя металлическими УНТ почти на три порядка превышает поток энергии между двумя полупроводниковыми УНТ близкого диаметра и между полупроводниковой и металлической УНТ. Потоки тепловой энергии между металлическими зигзагообразной и кресельной УНТ сопоставимы. Установлена зависимость радиационного потока от расстояния между УНТ. Представленная методология и полученные результаты могут способствовать пониманию того, как электромагнитные колебания вызывают радиационный теплообмен в наноструктурах сложных геометрических форм.

Результаты проведены исследований опубликованы в высокорейтинговом научном журнале Scientific Reports издательства Nature Publishing Group. Со статьей «Radiative heat transfer between two carbon nanotubes» можно ознакомится по ссылке https://www.nature.com/articles/s41598-022-22138-8.