Nanovätska

En nanodispersion , nanoemulsion eller nanovätska  är en vätska som innehåller partiklar och agglomerat av partiklar med en karakteristisk storlek på 0,1–100 nm. Sådana vätskor är kolloidala lösningar av nanopartiklar i ett flytande lösningsmedel [1] . På grund av de små storlekarna av inneslutningar har sådana system speciella fysikalisk-kemiska egenskaper. Andelen av ytan i dem står för upp till 50% av den totala substansen. De har en ökad ytenergi på grund av det stora antalet atomer som är i ett exciterat tillstånd och har minst en fri elektron på den yttre energinivån. Nanodispersioner har en annan karaktär. Dispergeringsmedlen kan varapolyorganosiloxaner , metall, oxid, karbid, nitridnanopartiklar, kolnanorör , etc. Vatten eller etylenglykol används vanligtvis som dispersionsmedium [2] .

Applikation

Nanodispersioner är lämpliga vehiklar för svårlösliga amfifila och lipofila substanser. Hydrofila nanodispersioner har en mycket viktig egenskap: de penetrerar celler mycket snabbt. Nanodispersioner används i kosmetiska formuleringar för att ge unika sensoriska egenskaper. Utvecklingen av nanodispersioner av olja och gas är en kinetiskt kontrollerad process där mellanstrukturer separeras från jämviktstillstånd av betydande kinetiska barriärer. I den slutliga efterbehandlingen av textilmaterial används nanopartiklar av olika ämnen i form av nanoemulsioner och nanodispersioner.

Nanodispersioner har nya fysikaliska egenskaper som gör dem potentiellt användbara inom områden som mikroelektronik, bränsleceller, läkemedel, hybridmotorer, etc. [1] I synnerhet har nanodispersioner avsevärt ökat värmeledningsförmågan och konvektiv värmeöverföringskoefficient jämfört med en bärarvätska [3] ] [4] . Det har också fastställts att användningen av mycket utspädda nanodispersioner som värmebärare gör det möjligt att avsevärt öka tätheten av det kritiska värmeflödet i installationer av kokande typ [5] . Också av intresse är magnetiska nanofluider, som är endomänmagneter likformigt fördelade i volymen av den dispergerade fasen [6] .

Problem

På grund av deras struktur och storleksinstabilitet hos nanopartikelaggregat är nanodispersioner som regel ganska instabila. Deras egenskaper ändras lätt och är starkt beroende av yttre påverkan. Huvudproblemet som måste lösas på vägen till deras industriella användning är att få stabila nanodispersioner med reproducerbara egenskaper.

Se även

Anteckningar

  1. 1 2 S. K. Das, SUS Choi, W. Yu, T. Pradeep. Nanofluids: Science and Technology . - Wiley-Interscience , 2008. - 416 sid. - ISBN 978-0-470-07473-2 . (inte tillgänglig länk)  
  2. ↑ Argonne Transportation Technology R& D Center  . Hämtad 27 mars 2010. Arkiverad från originalet 2 mars 2012.
  3. S. Kakaç, A. Pramuanjaroenkij. Genomgång av förbättring av konvektiv värmeöverföring med nanofluids  // International  Journal of Heat and Mass Transfer . - 2009. - Vol. 52 . - P. 3187-3196 .
  4. J. Buongiorno. Konvektiv transport i nanofluider  (engelska)  // Journal of Heat Transfer . - 2006. - Vol. 128 , nr. 3 . — S. 240–251 .
  5. B. S. Fokin, M. Ya. Belenkiy, V. I. Almyashev et al. Kritiskt värmeflöde under kokning av en vattenhaltig dispersion av nanopartiklar  // JTF Letters . - 2009. - T. 35 , nr 10 . — S. 1–5 .
  6. Yu. O. Mikhalev. Magnetiskt styrda nanovätskor, deras egenskaper och användning som beröringsfria spalttätningar  // Klei. Tätningsmedel. Teknologier . - 2007. - Nr 9 . — S. 16–25 .