近日，课题组针对不同类型纳米颗粒强化有机相变材料传热特性微观机制的研究成果《Different enhancement mechanisms of heat conduction for paraffin phase change materials by adding CuO and CNT nanoparticles》在国际传热学领域权威期刊《International Journal of Heat and Mass Transfer》上发表。论文第一/通讯作者为指导教师周文宁副教授，第二作者为硕士生李若彤同学，合作者为冯妍卉教授和林林教授。

该工作采用分子动力学模拟主要研究了纯十八烷石蜡、十八烷/氧化铜（CuO）和十八烷/碳纳米管（CNT）复合PCM的热性能，以及不同纳米添加剂提高复合体系热导率的微观机制。研究结果表明在323K下，CuO和CNT纳米添加剂均可以显著提高石蜡的导热性能，但CuO和CNT诱导热导率增强的不同机制，CuO纳米粒子使附近十八烷分子的构象从线性变为弯曲状态，而CNT的加入不仅使十八烷分子构象呈现拉伸状态，而且促进了其规则晶体状排列。此外，CuO和CNT纳米添加剂都有助于在复合材料界面处形成致密相层，但在CNT周围形成了更有序的结构。对于石蜡/CuO复合材料，致密层内颗粒碰撞频率的增加可能是导热率提高的主要因素。而对于石蜡/CNT复合材料，界面附近十八烷分子有序晶体状排列的形成是其热导率提高的首要原因。

图1 十八烷/CuO和十八烷/CNT复合体系界面附近密度分布图

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2025.126792