Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Technical Sales Solutions - 5% off any SEM, TEM, FIB or Dual Beam
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
Posted in | Nanomaterials

There is 1 related live offer.

5% Off SEM, TEM, FIB or Dual Beam

Les Surfaces de Nanotextured Augmentent la Performance de Réfrigérant

Published on October 23, 2012 at 12:10 PM

Les Réfrigérants sont une pièce essentielle de systèmes d'aujourd'hui de production d'électricité : Environ 80 pour cent des propulseurs de tout le monde les emploient pour tourner la vapeur de nouveau à l'eau après qu'ils sortent des turbines qui tournent des générateurs. Ils sont également un élément clé aux centrales de dessalement, un contributeur à croissance rapide à l'offre du monde en eau douce. Maintenant, une architecture extérieure neuve conçue par des chercheurs au MIT retient la promesse d'amplifier de manière significative la performance de tels réfrigérants.

La recherche est décrite dans un document juste publié en ligne dans le Nano du tourillon ACS par le postdoc Sushant Anand de MIT ; Kripa Varanasi, le Professeur Agrégé de Doherty de l'Utilisation d'Océan ; et l'étudiant de troisième cycle Adam Paxson, le postdoc Rajeev Dhiman et la recherche affilient Dave Smith, tout l'organisme de recherche de Varanasi au MIT.

La clé sur la surface (de eau-rejet) hydrophobe améliorée est une combinaison de la structuration microscopique - une surface couverte de mémoires annexes minuscules ou de poteaus juste 10 micromètres (millionths d'un compteur) à travers, au sujet de la taille d'une hématie - et d'une couche d'un lubrifiant, tel que le pétrole. Les espaces minuscules entre les poteaus retiennent l'action capillaire traversante en place de pétrole, les chercheurs trouvés.

L'équipe a découvert que les gouttelettes de l'eau se condensant sur cette surface ont déménagé 10.000 fois plus rapidement que sur des surfaces avec juste la structuration hydrophobe. La vitesse de ce mouvement de gouttelette est principale à permettre aux gouttelettes de tomber de la surface de sorte que les neufs puissent former, augmentant l'efficience du transfert thermique dans un réfrigérant de propulseur, ou les tarifs de la production de l'eau à une centrale de dessalement.

Avec cette demande de règlement neuve, les « gouttes peuvent glisser sur la surface, » Varanasi indique, flottant comme des galets sur une table d'air-hockey et ressemblant à UFOs planant - un comportement Varanasi indique qu'il n'a jamais vu dans plus qu'une décennie de travail sur les surfaces hydrophobes. « Ce sont juste des vitesses folles. »

La quantité de lubrifiant exigée est minimale : Elle forme une couche mince, et est sécurisé goupillée en place par les poteaus. N'importe Quel lubrifiant qui est détruit est facilement remonté d'un petit réservoir à l'arête de la surface. Le lubrifiant peut être conçu pour avoir une telle pression de vapeur faible que, Varanasi dit, « Vous peut même la mettre dans un aspirateur, et il ne s'évaporera pas. »

Un Autre avantage du système neuf est qu'il ne dépend d'aucune configuration particulière des textures minuscules sur la surface, tant que ils ont au sujet des bonnes cotes. « Il peut être fabriqué facilement, » Varanasi indique. Après Que la surface soit texturisée, le matériau peut être mécaniquement plongé dans le lubrifiant et être retiré ; la majeure partie du lubrifiant élimine simplement, et « seulement le liquide dans les cavités est retenu dedans par les forces capillaires, » Anand dit. Puisque la couche est tellement légèrement, il dit, il prend seulement environ un quart dans une moitié-cuillère à thé de lubrifiant pour vêtir une cour carrée du matériau. Le lubrifiant peut également protéger la surface métallique fondamentale contre la corrosion.

Varanasi planification davantage de recherche pour mesurer exact combien amélioration coûte possible à l'aide de la technique neuve dans les propulseurs. Puisque les turbines vapeur vapeur sont omniprésentes dans les propulseurs du combustible fossile du monde, il dit, « même si il épargne 1 pour cent, qui est énorme » dans son incidence potentielle sur les émissions globales des gaz à effet de serre.

Les travaux neufs d'élan avec une grande variété de textures et de lubrifiants de surface, les chercheurs indiquent ; ils planification pour orienter la recherche actuelle sur trouver des combinaisons optimales pour le coût et la résistance. « Il y a beaucoup de science comment vous concevez ces liquides et textures, » à Varanasi dit.

Que davantage de recherche sera facilitée par une technique neuve Varanasi s'est développé en collaboration avec des chercheurs comprenant Konrad Rykaczewski, un scientifique de recherches de MIT actuel basé au National Institute of Standards and Technology (NIST) dans Gaithersberg, DM., avec John Henry Scott et Déambulateur de Marlon de NIST et Trevan Landin de Compagnie de FEI. Que la technique est décrite dans un papier indépendant également juste a publié dans le Nano d'ACS.

Pour la première fois, cette technique neuve obtient des images directes et détaillées de la surface adjacente entre une surface et un liquide, tel que les gouttelettes qui se condensent là-dessus. Normalement, cette surface adjacente - la clé au mouillage et aux procédés de compréhension d'eau-rejet - est cachée de la vue par les gouttelettes elles-mêmes, Varanasi explique, ainsi la plupart d'analyse a compté sur la modélisation d'ordinateur. Dans le procédé neuf, des gouttelettes sont rapidement gelées en place sur la surface, découpée en tranches dans la coupe transversale avec un faisceau d'ions, et puis imagé utilisant un microscope électronique de lecture.

« La méthode se fonde sur préserver la géométrie des échantillons par rapide gelant en neige fondue de liquide-azote au minus 210 degrés Celsius [sans 346 degrés de Fahrenheit], » Rykaczewski dit. « Le taux de congélation est tellement rapidement (environ 20.000 degrés Celsius par seconde) cette eau et d'autres liquides pas crystalize, et leur géométrie est préservée. »

La technique pourrait être employée pour étudier beaucoup de différentes interactions entre les liquides ou les gaz et les surfaces solides, Varanasi indique. « C'est une technique complet neuve. Pour la première fois, nous pouvons voir ces détails de ces surfaces. »

La recherche améliorée de condensation a reçu le financement du National Science Foundation (NSF), le programme Initiatique de l'Énergie Masdar-MIT, et le Centre de MIT Deshpande. La recherche directe de représentation a utilisé des installations de NIST, avec le financement d'une concession de NSF et de l'Alliance Dupont-MIT.

Source : MIT

Last Update: 23. October 2012 12:22

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