Эта книга - одна из первых в мировой литературе монографий, посвященных тепловым процессам в наномасштабных системах. В ней проанализированы классические и современные представления о теплофизике нанообъектов.
Рассмотрены механизмы переноса тепла в различных наноструктурах, методы вычисления теплопроводности, в том числе в нанопроволоках и нанотрубках, нанокомпозитах и наножидкостях. Проведен анализ радиационного теплопереноса на наномасштабах. Особое внимание уделено роли межфазных границ и влиянию размерных (классических и квантовых) эффектов, приводящих к особенностям и аномалиям теплопереноса. Отражено современное состояние интенсивно развивающихся областей теплофизики - нанотермогидродинамики и нанотермоэлектричества.
Для студентов, аспирантов и специалистов в области физики твердого тела, нанонауки и нанотехнологий, физики и техники низких температур, энергетики и теплофизики.

Введение	9
Глава 1. Классическая теплофизика	15
1.1. Объекты и методы классической теплофизики. Носители энергии и их основные свойства	15
1.2. Классическая термодинамика и статистика	17
1.3. Перенос тепла в классической теплофизике	30
1.4. Уравнения гидродинамики вязкой жидкости	42
1.5. Уравнения конвективного переноса тепла	43
1.6. Размерные эффекты в классической термогидродинамике	46
1.7. Радиационный перенос тепла	51
1.8. Основные ограничения классической теплофизики и новые подходы	57
Глава 2. Наномир и объекты нанотеплофизики	59
2.1. Мир наномасштаба	59
2.2. Объекты нанотеплофизики: наноструктуры и процессы в них	60
2.3. Особенности теплофизики наномира	67
2.4. Экспериментальные методы изготовления наноструктур	76
2.5. Методы экспериментального исследования термодинамических и кинетических явлений в наноструктурах	81
Глава 3. Термодинамика наноструктур	90
3.1. Носители энергии в конденсированных телах и газах	90
3.2. Термодинамика наноструктур	90
3.3. Внутренняя энергия и удельная теплоемкость наноструктур	94
3.4. Теплоемкость нанотрубок	106
3.5. Удельная теплоемкость 2D-графена и 3D-графита	108
3.6. Удельная теплоемкость одностенных пучков нанотрубок и многостенных нанотрубок	111
3.7. Неуглеродные нанотрубки	113
Глава 4. Кинетика переноса тепла в наноструктурах	115
4.1. Особенности кинетики переноса тепла в наноструктурах	115
4.2. Общие методы кинетики переноса тепла в различных приближениях	135
4.3. Формализм Ландауэра	138
4.4. Уравнение Больцмана	142
4.5. Методы молекулярной динамики	163
4.6. Фононная гидродинамика	174
Глава 5. Механизмы переноса тепла. Теплопроводность и теплопроводимость	179
5.1. Теплопроводность в наноструктурах	179
5.2. Теплопроводность 1D- и квази-1D-наноструктур	183
5.3. Теплоперенос в нанотрубках	231
5.4. Квантовый перенос тепла	250
5.5. Теплопроводность 2D-наноструктур	261
5.6. Пределы теплопроводности	290
Глава 6. Граничное термосопротивление в наноструктурах	294
6.1. Общие представления	295
6.2. Вычисление граничного термосопротивления	301
6.3. Термосопротивление в наноструктурах	309
6.4. Термосопротивление в наноструктурах. Мультисвязи	342
6.5. Контактное термосопротивление в нановолокнах	355
6.6. Термическое сопротивление в мезоструктурах. Вклад многократного отражения фононов	358
6.7. Термическое контактное сопротивление на сетке случайных наноконтактов	367
6.8. Контактное термическое сопротивление в других наноинтерфейсах	370
Глава 7. Термогидродинамика на мезо- и наномасштабах	377
7.1. Роль размерных эффектов в гидродинамике	379
7.2. Число Кнудсена, кнудсеновский слой и особенности течений	381
7.3. Кнудсеновский слой с учетом теплопереноса	389
7.4. Гидродинамика и граничные условия	392
7.5. Термогидродинамика со скольжением	410
7.6. Термогидродинамика на наноструктурированной поверхности	423
7.7. Термогидродинамика внутри наноструктур	439
7.8. Некоторые специфические проблемы термогидродинамики наноструктур	447
Глава 8. Теплоперенос в нанокомпозитах и наножидкостях	453
8.1. Теплоперенос в нанокомпозитах	453
8.2. Теплоперенос в наножидкостях	495
Глава 9. Нанотермогидродинамика поверхности	528
9.1. Особенности наноструктурированных поверхностей	528
9.2. Теоретические модели смачивания	538
9.3. Современные модели смачивания супершероховатых поверхностей	547
9.4. Процессы на наношероховатых и супергидрофобных поверхностях	557
9.5. Управление процессами смачиваемости на наношероховатых и супергидрофобных поверхностях	561
9.6. Физика кипения на наноструктурированных поверхностях	577
Глава 10. Тепловое излучение в наноструктурах	600
10.1. Наномасштабный радиационный теплоперенос	600
10.2. Флуктуации электромагнитного поля и тепловой поток	607
10.3. Когерентный и некогерентный радиационный перенос тепла	612
10.4. Тепловое излучение наноструктур в дальней зоне	614
10.5. Тепловое излучение наноструктур в ближней зоне	615
10.6. Резонансное туннелирование и увеличение теплового потока	628
10.7. Некоторые задачи наномасштабного радиационного теплообмена	637
10.8. Экспериментальные исследования радиационного теплообмена	642
10.9. Термофотовольтоника в ближнем поле	649
Глава 11. Нанотермоэлектричество	653
11.1. Введение в термоэлектричество	653
11.2. Термоэлектричество наноразмерных систем	667
11.3. Термоэлектрические модули и их применение	730
Список литературы	738