Nanofluidi

Nanodispersio , nanoemulsio tai nanofluidi  on neste, joka sisältää hiukkasia ja hiukkasagglomeraatteja , joiden ominaiskoko on 0,1–100 nm. Tällaiset nesteet ovat kolloidisia nanohiukkasten liuoksia nestemäisessä liuottimessa [1] . Inkluusioiden pienistä koosta johtuen tällaisilla järjestelmillä on erityisiä fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia. Niissä olevan pinnan osuus on jopa 50 % kokonaisaineesta. Niillä on lisääntynyt pintaenergia johtuen suuresta määrästä viritetyssä tilassa olevia atomeja ja joissa on vähintään yksi vapaa elektroni ulkoisella energiatasolla. Nanodispersioilla on erilainen luonne. Dispergoituneina aineina voivat toimia polyorganosiloksaanit , metallit, oksidit, karbidit, nitridin nanohiukkaset, hiilinanoputket jne . Dispersioväliaineena käytetään yleensä vettä tai etyleeniglykolia [2] .

Sovellus

Nanodispersiot ovat käteviä vehikkeleitä huonosti liukeneville amfifiiliselle ja lipofiiliselle aineelle. Hydrofiilisillä nanodispersioilla on erittäin tärkeä ominaisuus: ne tunkeutuvat soluihin erittäin nopeasti. Nanodispersioita käytetään kosmeettisissa formulaatioissa ainutlaatuisten aistinvaraisten ominaisuuksien antamiseksi. Öljyn ja kaasun nanodispersioiden evoluutio on kineettisesti ohjattu prosessi, jossa välirakenteet erotetaan tasapainotiloista merkittävien kineettisten esteiden avulla. Tekstiilimateriaalien loppuviimeistelyssä käytetään eri aineiden nanopartikkeleita nanoemulsioiden ja nanodispersioiden muodossa.

Nanodispersioilla on uusia fysikaalisia ominaisuuksia, jotka tekevät niistä mahdollisesti käyttökelpoisia esimerkiksi mikroelektroniikassa, polttokennoissa, lääkkeissä, hybridimoottoreissa jne. [1] Erityisesti nanodispersioilla on merkittävästi lisääntynyt lämmönjohtavuus ja konvektiivinen lämmönsiirtokerroin kantajanesteeseen verrattuna [3 ] [4] . On myös todettu, että erittäin laimeiden nanodispersioiden käyttö lämmönsiirtoaineena mahdollistaa kriittisen lämpövuon tiheyden lisäämisen merkittävästi kiehumistyyppisissä asennuksissa [5] . Kiinnostavia ovat myös magneettiset nanofluidit, jotka ovat yhden alueen magneetteja, jotka jakautuvat tasaisesti dispergoituneen faasin tilavuuteen [6] .

Ongelmia

Nanohiukkasaggregaattien rakenteensa ja koon epästabiiliuden vuoksi nanodispersiot ovat pääsääntöisesti melko epästabiileja. Niiden ominaisuudet muuttuvat helposti ja ovat erittäin riippuvaisia ​​ulkoisista vaikutuksista. Suurin ongelma, joka on ratkaistava matkalla niiden teolliseen käyttöön, on saada stabiileja nanodispersioita, joilla on toistettavat ominaisuudet.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. 1 2 S. K. Das, SUS Choi, W. Yu, T. Pradeep. Nanofluidit: Tiede ja teknologia . - Wiley-Interscience , 2008. - 416 s. - ISBN 978-0-470-07473-2 . (linkki ei saatavilla)  
  2. ↑ Argonne Transportation Technologyn tutkimus- ja kehityskeskus  . Haettu 27. maaliskuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 2. maaliskuuta 2012.
  3. S. Kakaç, A. Pramuanjaroenkij. Katsaus konvektiiviseen lämmönsiirron tehostamiseen nanofluideilla  // International  Journal of Heat and Mass Transfer . - 2009. - Vol. 52 . - s. 3187-3196 .
  4. J. Buongiorno. Konvektiokuljetus nanofluidissa  (englanniksi)  // Journal of Heat Transfer . - 2006. - Voi. 128 , nro. 3 . — s. 240–251 .
  5. B. S. Fokin, M. Ya. Belenkiy, V. I. Almyashev et ai. Kriittinen lämpövirta nanohiukkasten vesipitoisen dispersion kiehumisen aikana  // JTF Letters . - 2009. - T. 35 , nro 10 . - S. 1-5 .
  6. Yu. O. Mihalev. Magneettisesti ohjatut nanofluidit, niiden ominaisuudet ja käyttö kosketuksettomina rakotiivisteinä  // Klei. Tiivisteet. Tekniikat . - 2007. - Nro 9 . - S. 16-25 .