هدایت گرمایی پلی آمید 6و6 در مرز: شبیه سازی دینامیک مولکولی دانه بندی درشت

ما از روش شبیه سازی دینامیک مولکولی غیر تعادلی معکوس برای محاسبه ی هدایت گرمایی استفاده کرده ایم. در این روش جعبه ی شبیه سازی ، به باریکه هایی در راستای انتقال گرما تقسیم بندی شده، به طوری که باریکه z=0 باریکه گرم ( صفحه گرافینی ) و آخرین باریکه ( لایه پلیمری در مرز خلاء ) به عنوان باریکه سرد در نظر گرفته شده است. ترتیب قرار گرفتن لایه ها بین سطوح روی سرعت انتقال گرما تاثیرگذار است. لایه های نزدیک به سطح ساختاری مسطح و در فواصل دورتر ساختاری کروی دارند . دو مکانیسم برای انتقال گرما وجود دارد. مکانیسمی که انتقال گرما از طریق پیوندها و در طول زنجیره از طریق ارتعاشات اسکلتی یا فونون ها انجام گرفته ( شبیه به جامدات ) و دیگری مکانیسم انتقال گرما در فضا و انتقال انرژی بین زنجیره های مختلف از طریق برخوردهای بین مولکولی می باشد ( شبیه به مایعات ). در این کار گرما در جهت عمود بر صفحه و از طریق مکانیسم دوم منتقل می شود. به علت مسطح بودن ساختار پلیمرها در مجاورت سطح گرما به راحتی از طریق برخوردهای بین مولکولی بین زنجیره ها منتقل نمی شود در نتیجه سرعت انتقال گرما و میزان هدایت گرمایی کاهش می یابد. با افزایش فاصله از سطح، شعاع گردشی پلیمرها کاهش یافته و ساختاری کروی به خود می گیرند در نتیجه برخوردهای بین مولکولی و انتقال گرما بین زنجیره ها راحت تر انجام شده، سرعت انتقال گرما و میزان هدایت گرمایی نیز بیشتر می شود. بنابراین هدایت گرما در پلیمر نانومحدود شده در جهت عمود آهسته تراز پلیمرتوده هست. انتقال گرما در جهت عمود وابسته به پهنای منافذ و طرز تشکیل لایه های پلیمر در منافذ نیز است. در لایه های منظم، زنجیره های پلیمر به گونه ای مطلوب چیده می شوند درنتیجه این لایه ها گرما را آسان تر از طریق برخوردها هدایت می کنند.