研究目的
探究碳纳米管（CNTs）的导热性与光声换能器性能之间的关系，重点研究碳纳米管形貌如何影响热学特性及光声转换效率。
研究成果
较高的碳纳米管热导率能提升光声换能器性能，其中CNT-II（直径8纳米，长度10-30毫米）实现了9.59×10^-3的最高转换效率。理论与实验结果一致，为未来采用碳纳米管-聚二甲基硅氧烷复合材料的换能器设计提供了指导。
研究不足
该研究仅限于特定类型的碳纳米管和聚二甲基硅氧烷复合材料，未探索其他材料或形态。实验装置可能在激光能量和检测精度方面存在限制。潜在的优化方向包括改变质量比及探索其他纳米材料。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用不同碳纳米管（CNT）形貌的CNT-聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合材料制备光声换能器，探究热导率对性能的影响。基于热扩散方程和声波方程的理论模型用于分析。
2：样本选择与数据来源：
从南京先丰纳米材料科技有限公司购得四种不同直径和长度的碳纳米管（CNT I：0.5-2毫米，约8纳米；CNT II：10-30毫米，约8纳米；CNT III：约50毫米，约12纳米；CNT IV：约50毫米，约15纳米）。实验材料包括PDMS（SYLGARD-184）和甲苯。
3：5-2毫米，约8纳米；CNT II：
3. 实验设备与材料清单：设备包括脉冲激光器（Lapa-80，λ=532纳米）、针式水听器（HPM02-1）、示波器（TDS-2024B）、分光光度计（Lambda35）、激光热导仪（LFA467）和物理性能测量系统（PPMS-9T）。材料为碳纳米管、PDMS和甲苯。
4：实验设备与材料清单：
4. 实验步骤与操作流程：通过混合、搅拌、脱气、旋涂和固化工艺制备CNT-PDMS复合材料。利用激光产生超声波并由水听器检测，热学特性通过指定仪器测量。
5：1）、示波器（TDS-2024B）、分光光度计（Lambda35）、激光热导仪（LFA467）和物理性能测量系统（PPMS-9T）。材料为碳纳米管、PDMS和甲苯。 实验步骤与操作流程：
5. 数据分析方法：根据提供公式计算声压和转换效率。热导率由热扩散率、密度和比热容测量值推导得出。理论模拟结果与实验数据进行对比。
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获取完整内容-
Oscilloscope
TDS-2024B
Tektronix
Used to record signals from the hydrophone.
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Spectrophotometer
Lambda35
PerkinElmer
Used to measure the absorbance of the optoacoustic transducers.
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Physical Property Measurement System
PPMS-9T
Quantum Design
Used to characterize the specific heat capacity of the CNTs.
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PDMS
SYLGARD-184
Dow Corning
Used as the organic thermal expansion material in the composites.
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Pulsed Laser
Lapa-80
Bejing-LeiBao Optoelectronics Technology Co., Ltd
Used to generate pulsed laser for inducing ultrasound in the optoacoustic transducers.
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Needle Hydrophone
HPM02-1
Precision Acoustic
Used to detect acoustic waves generated by the transducers.
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Laser Thermal Conductivity Meter
LFA467
Netzsch
Used to evaluate the thermal diffusivity of the CNTs.
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CNT
CNT I, CNT II, CNT III, CNT IV
Nanjing XFNANO Materials Tech Co., Ltd
Used as the inorganic light-absorbing material in the CNT-PDMS composites for the transducers.
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Toluene
Shanghai Experimental Reagent Co., Ltd
Used as a diluting agent in the composite fabrication.
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