Posted in | Nanoanalysis

새로운 연구 결과는 표면의 나노 - 텍스처링이 얼음 형성을 방지할 수 있습니다한다는 것을 보여주기

Published on January 24, 2011 at 6:01 AM

오래된 건물에 사는 사람들은 종종 자신의 배관이나 라디에이터 파이프가 들리고 소리를 듣고 - 그것은 압력 파가 발생, 밸브가 갑자기 물이나 증기를 들고 파이프에서 열거나 닫을 때 발생할 수있는 잘 알려진 효과 워터 해머라는의 그것이 때로는 파이프가 폭발 발생할 수 있습니다 충분히 무력으로 파이프를 아래로 이동합니다.

이제 새로운 연구 물을 비말이 표면을 타격 때마다 비슷한 효과가 작은 규모의 장소를 소요됩니다 것을 보여줍니다.

이 색상이 강화된 이미지는 그것을 입금하는 데 사용되는 dropper에서 분리 직전, superhydrophobic 표면에 예금되는 물을 비말을 보여줍니다.

MIT의 Kripa 바라나시 (Varanasi) 저널 체육 검토 편지에서 이번 주 발행된 새로운 찾는 보고서의 공동 저자는 현상이 엔지니어 desalination 식물과 증기 기반의 발전소에서 사용되는보다 내구성이 응축 표면을 설계, 도움이 될 말합니다. 공동 저자 다른 하나는 MIT 기계 공학 대학원 학생 혁 분 권 아담 Paxson, 그리고 노스웨스턴 대학의 조교수 Neelesh Patankar를 포함합니다.

바라나시 (Varanasi) 기계 공학의 D' Arbeloff 조교수는 전력 발전소 터빈에 사용되는 블레이드 서버가 너무 급격히 저하하고 자주 교체해야하는 경향이 더 내구성 터빈의 디자인으로 이어질 수 왜 효과가 설명 말합니다. 석탄, 핵 연료, 천연 가스 또는 석유에 의해 가열 여부 - - 세상에서 생성된 모든 전기의 약 절반 증기 터빈에서 나온 이후 자신의 장수와 효율성을 개선하면 다운 시간을 줄이고 이러한 식물에 대한 전반적인 출력을 증가하기 때문에 도움이 될 온실 가스 세계 배출량을 억제.

superhydrophobic (물 repelling) 표면의 개발에 광범위한 관심이있다, 바라나시 (Varanasi) 어떤 경우에는 같은 연꽃 잎 및 geckos의 피부와 같은 자연에서 발견 표면 질감을 모방하는, 말합니다. 그러나 대부분의 연구와 같은 표면은 정전기 테스트를했습니다 행동에까지 실시 : 방법과 같은 표면에 퍼져 다양한 크기의 방울 (젖음 불리는) 또는 방법들이 구슬까지 큰 방울을 형성을 확인하려면 일반적인 방법 또는 추가하는 것입니다 고정 비말에 천천히 물을 뺍니다. 하지만 이것이 방울은 표면에 반응하는 방법을 현실적인 시뮬레이션 아니라, 바라나시 (Varanasi)는 말합니다.

"어떤 실제 애플 리케이션에서 가지는 동적있다"고 말합니다. 그리고 바라나시 (Varanasi)의 연구는 표면을 때리는 이동 방울의 역학 장소에 형성된 물방울와는 다릅니다 보여줍니다.

물 - 망치 효과의 소규모 버전 - 특히, 이러한 방울 강한 압력을 생산하는 신속한 내부 감속을 받고있다. 그것은 전력 발전소 터빈 블레이드에있는 pitting와 침식에 대한 계정, 그녀석이되는 그들의 유용한 수명을 제한되는 압력이 작은 그러나 강렬 버스트입니다.

전력 설비 설계 "이것은 가장 큰 미해결 문제 중 하나입니다"라고 말합니다. 블레이드를 손상뿐만 아니라, 형성 및 증기의 흐름과 혼합 물방울의 성장 최대 이러한 식물의 시스템 손실의 30 %를 차지하고, 전력의 대부분을 얼간이. 이러한 천연 가스 복합 사이클 플랜트와 같은 일부 증기 기반 발전소가 이미 전기 연료의 에너지 변환에 85 %의 효율성을 가질 수 있으므로 이러한 비말 손실이 제거 될 수있다면 그것은 거의 5 % 정도를 제공할 수 힘을 향상.

"이것은 새로운 발견이며, 실제로,"데이비드 Quéré, ESPCI, 파리에서 물리학 및 이종 재료 역학의 실험실에서 연구 이사는 말합니다. 그는 물이 글라이드 독특한 방식으로 롤, 흥미로운 속성을 가질 수있는 것이 "Superhydrophobic 자료를 설명하고, 제공되는 물이 우리가 그들을 찾을 장식의 꼭대기에서 숙박. (나는 고행자 효과, 물, 이후 다음 마이크로 손톱의 침대 꼭대기에 앉아 부르는 것.) "

그것이 저항 수있는 물질을 설계하는 데 도움이 있기 때문에이 연구는, Quéré 말하길, 방울 자주 최상단에 실패하고 그 대신에 찔려 죽은 얻을 '손톱'등 새로운 연구 결과가 superhydrophobic 자료의 맥락에서 "재미있는 이유를 설명 해로운 효과의 일종. "

, 표면의 소규모 텍스처링은 터빈 블레이드 또는 기타 장치의 표면 젖음에서 방울을 방지할 수 있지만, 간격 및 표면 패턴의 크기는 바라나시 (Varanasi)와 그의 공동 저자 개발한 것과 같은 기술을 사용하여 동적으로 연구해야 그는 말합니다. 표면에 정기적으로 간격 충돌이나 기둥 물 흘리기 효과를 만들 수 있지만, 이러한 기능의 크기와 간격 바로 경우에만. 이 연구는 그 이상 크기를 크거나 작게 중 하나가 물 repelling 효과를 생산하지 않는 동안, 효과적으로 텍스처링의 중요한 척도가있을 것 같습니다 것으로 나타났다. 이 팀이 개발한 분석은 가능한 터빈 블레이드 및 기타 장치에 superhydrophic 표면을 생산 patterning의 가장 효과적인 크기와 모양을 결정하기 위해해야​​합니다.

작품은 표면의 나노 텍스처링을 사용하여 또한, 비행기의 날개에 얼음 형성을 방지하는 방법에 대한 바라나시의 연구와 관련,하지만이 최신 연구의 잠재적인 응용 프로그램이 훨씬 광범입니다. 파워 플랜트 터빈 이외에, 이것은 또한 desalination 공장에서 콘덴서의 디자인에 영향을 미칠 수있는, 심지어 운영 잉크젯 프린터의 디자인은 표면에 잉크 방울을 입금을 기반으로합니다.

이 작품은 MIT 에너지 이니셔티브, 국립 과학 재단 (National Science Foundation), 듀폰 - MIT 동맹과 노스웨스턴에서 지속 가능성 및 에너지 이니셔티브에 의해 자금을했습니다. MIT의 Edgerton 센터는 또한 고속 비디오 장비를 제공했습니다.

출처 : http://web.mit.edu/

Last Update: 9. October 2011 03:08

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit