Здравствуйте, рад приветствовать Вас на страницах нашего ежедневного журнала о Климатическом рынке Airweek.ru! Наш сайт создан для профессионалов работающих в отрасли строительной инженерии - менеджеров, проектировщиков, инженеров, руководителей подразделений, снабженцев, рекламщиков, директоров фирм в области вентиляции, кондиционирования возду...
Инженеры из Массачусетского Технологического Института (MIT) показали, что наножидкости, которым...
Инженеры из Массачусетского Технологического Института (MIT) показали, что наножидкости, которым пророчили возможности «суперхладагента», не имеют многих особенных свойств.
Наножидкости — суспензия нанометровых частиц. Когда наножидкости были получены в начале 1990-ых, эксперименты показали, что их теплопроводность намного выше ожидаемой. В последние годы предлагалось несколько новых теорий, чтобы объяснить это аномальное поведение. Среди них есть и теория «микроконвекции», предсказывающая аномальное увеличение теплопроводности на несколько порядков при добавлении легких наночастиц, радиусом меньше 10 нм.
Исследователи MIT недавно провели эксперименты, чтобы проверить эффект микроконвекции, и нашли, что наножидкости фактически не имеют особенных способностей к охлаждению, приписанными им. Ученые сообщают о полученных результатах в выпуске 31 авг. Physical Review Letters.
«Мы сделали заключение, что нет никакого ‚волшебства‘ в наножидкостях, и обещание, что наножидкости станут ‘наноинжинерным хладагентом’, остается в значительной степени невыполненным и вероятно останется таким в последующие годы,» — сказал Джекоб Ипен (Jacob Eapen), ведущий автор статьи. Жидкости часто используются для индустриального охлаждения, особенно в ядерных и угольных электростанциях. Автомобильные двигатели, кондиционеры и рефрижераторы также охлаждаются жидкостями. Однако, твердые частицы имеют более высокую теплопроводность, чем жидкости. Исследователи долго экспериментировали с улучшением теплопроводности жидкостей, диспергируя в них твердые частицы. В теории это должно улучшить эффективность охлаждающихся устройств.
В 1960-ых инженеры пробовали данный подход с использованием микронных частиц, но большой размер частиц приводил к эрозии труб и повреждению насоса. Только в 1990-ых исследователи стали в состоянии использовать частицы наноразмера. Начальные эксперименты были очень многообещающими, показывая увеличение теплопроводности наножидкостей на несколько порядков по сравнению с предсказаниями теории Максвелла. В теории микроконвекции, которая пробовала объяснить это поведение, выдвигалась гипотеза, что «случайное движение диффундирующих наночастиц — эффективный источник конвекции в жидкости, которое может увеличить теплопередачу окружающей жидкости,» — говорит Ипен.
Исследовательская группа из MIT решила проверить теорию микроконвекции, испытывая одно из ее предсказаний: легкие наночастицы увеличат теплопроводность наножидкости. Исследователи использовали сильно диспергированный кварц и частицы тефлона, оба материала легче, чем обычно используемый глинозем и окись меди. Наблюдаемые теплопроводности были намного ниже, чем предсказывает теория микроконвекции. «Таким образом, мы смогли экспериментально показать, что микроконвекции не существует," — говорит Ипен. Полученные результаты действительно хорошо согласуются с теорией Максвелла. Фактически, теплопроводность наножидкостей подобна таковой для неоднородных материалов. Описание такого поведения как «аномального» было неудачным последствием применения теории Максвелла, которая является верной только для хорошо диспергированных наночастиц. В большинстве наножидкостей диспергированные частицы формируют линейные цепочки, и классическая теория действительно предсказывает большую теплопроводность.
