Nanofluid

En nanodispersion , nanoemulsion eller nanofluid  er en væske, der indeholder partikler og agglomerater af partikler med en karakteristisk størrelse på 0,1-100 nm. Sådanne væsker er kolloide opløsninger af nanopartikler i et flydende opløsningsmiddel [1] . På grund af de små størrelser af indeslutninger har sådanne systemer særlige fysisk-kemiske egenskaber. Andelen af ​​overfladen i dem udgør op til 50% af det samlede stof. De har en øget overfladeenergi på grund af det store antal atomer, der er i en exciteret tilstand og har mindst én fri elektron på det eksterne energiniveau. Nanodispersioner har en anden karakter. Polyorganosiloxaner , metal, oxid, carbid, nitrid nanopartikler, kulstof nanorør osv. kan fungere som dispergerede stoffer Vand eller ethylenglycol bruges normalt som dispergeringsmedium [2] .

Ansøgning

Nanodispersioner er bekvemme vehikler til dårligt opløselige amfifile og lipofile stoffer. Hydrofile nanodispersioner har en meget vigtig egenskab: de trænger meget hurtigt ind i celler. Nanodispersioner bruges i kosmetiske formuleringer for at give unikke sensoriske egenskaber. Udviklingen af ​​olie- og gasnanodispersioner er en kinetisk styret proces, hvor mellemstrukturer adskilles fra ligevægtstilstande af betydelige kinetiske barrierer. I den endelige efterbehandling af tekstilmaterialer anvendes nanopartikler af forskellige stoffer i form af nanoemulsioner og nanodispersioner.

Nanodispersioner har nye fysiske egenskaber, der gør dem potentielt anvendelige inden for områder som mikroelektronik, brændselsceller, lægemidler, hybridmotorer osv. [1] Især har nanodispersioner væsentligt øget termisk ledningsevne og konvektiv varmeoverførselskoefficient sammenlignet med en bærervæske [3] ] [4] . Det er også fastslået, at brugen af ​​stærkt fortyndede nanodispersioner som varmebærer gør det muligt at øge tætheden af ​​den kritiske varmeflux væsentligt i installationer af kogende type [5] . Også af interesse er magnetiske nanofluider, som er enkelt-domæne magneter ensartet fordelt i volumen af ​​den dispergerede fase [6] .

Problemer

På grund af deres struktur og størrelse ustabilitet af nanopartikelaggregater er nanodispersioner som regel ret ustabile. Deres egenskaber ændres let og er meget afhængige af ydre påvirkninger. Hovedproblemet, der skal løses på vejen til deres industrielle anvendelse, er at opnå stabile nanodispersioner med reproducerbare egenskaber.

Se også

Noter

  1. 1 2 S. K. Das, SUS Choi, W. Yu, T. Pradeep. Nanofluids: Videnskab og teknologi . - Wiley-Interscience , 2008. - 416 s. - ISBN 978-0-470-07473-2 . (utilgængeligt link)  
  2. ↑ Argonne Transportation Technology R& D Center  . Hentet 27. marts 2010. Arkiveret fra originalen 2. marts 2012.
  3. S. Kakaç, A. Pramuanjaroenkij. Gennemgang af konvektiv varmeoverførselsforbedring med nanofluids  // International  Journal of Heat and Mass Transfer . - 2009. - Bd. 52 . - s. 3187-3196 .
  4. J. Buongiorno. Konvektiv transport i nanovæsker  (engelsk)  // Journal of Heat Transfer . - 2006. - Bd. 128 , nr. 3 . — S. 240–251 .
  5. B. S. Fokin, M. Ya. Belenkiy, V. I. Almyashev et al. Kritisk varmeflux under kogning af en vandig dispersion af nanopartikler  // JTF Letters . - 2009. - T. 35 , nr. 10 . — S. 1–5 .
  6. Yu. O. Mikhalev. Magnetisk kontrollerede nanovæsker, deres egenskaber og anvendelse som berøringsfri spalteforsegling  // Klei. Fugemasser. Teknologier . - 2007. - Nr. 9 . — S. 16–25 .