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Nanotextured 표면은 콘덴서 성과를 강화합니다

Published on October 23, 2012 at 12:10 PM

콘덴서는 오늘 발전 시스템의 결정적인 부분입니다: 발전기를 도는 터빈이 에 의하여 나온 후에 모든 세계의 발전소의 대략 80% 근해로 다시 증기를 돌기 위하여 그(것)들을 이용합니다. 그(것)들은 또한 염분제거 공장에 있는 중요한 성분, 세계의 민물의 공급에 급성장 헌납자입니다. 지금, 중요하게 그 같은 콘덴서의 성과를 밀어주기의 약속이 MIT에 연구원이 디자인한 새로운 지상 아키텍쳐에 의하여 보전됩니다.

연구는 다만 MIT postdoc Sushant Anand에 의해 Nano 전표 ACS에서 온라인으로 간행된 종이에서 기술됩니다; , Kripa 바라나시 대양 이용의 Doherty 부교수; 그리고 Dave가 스미스, MIT에 바라나시의 연구 단체 모두 대학원 학생에 의하여 아담 Paxson, postdoc Rajeev Dhiman 및 연구는 가입합니다.

향상한 소수성 (근해 흘리는) 표면에 키는 현미경 모방 - 적혈구의 규모에 대한 전체에 작은 융기 또는 지점 다만 10 마이크로미터 (미터의 millionths)로, 커버되는 표면 - 및 기름과 같은 윤활유의 코팅의 조합 입니다. 기름 그 자리에 직행 모세관 작용, 찾아낸 연구원이 지점 사이 작은 공간에 의하여 보전됩니다.

팀은 이 표면에 압축하는 근해의 작은 물방울이 다만 소수성 모방을 가진 표면에 10,000 시간 더 단단 다는 것을 발견했습니다. 이 작은 물방울 움직임의 속도는 새것이 형성할 수 있다 그래야 작은 물방울 발전소 콘덴서에 있는 열전달의 효율성, 또는 염분제거 공장에 있는 근해 생산의 비율을 증가하는 표면에서 떨어지는 허용에 중요합니다.

이 새로운 처리로, "투하 표면에 활공할 수 있어,"는 바라나시는 밝혀, 공기 하키 테이블에 장난 좋아하는 요정 같이 뜨고 공중선회 UFOs와 같이 보이기 - 그가 소수성 표면에 일의 십년간 보다는 더 많은 것에서 결코 보지 않았다는 것을 것은 행동 바라나시는 밝힙니다. "이들은입니다 다만 미친 각측정속도."

요구된 윤활유 양은 최소 입니다: 그것은 얇은 코팅을 형성하고, 지점에 의해 안전하게 그 자리에 핀으로 꼿습니다. 분실되는 어떤 윤활유든지 표면의 가장자리에 작은 공기통에서 쉽게 대체됩니다. 윤활유는 진공에서, "그것을 둘 조차 수 있습니다, 바라나시 말하는 그 같은 낮은 증기압이 있기 위하여 디자인될 수 있고, 증발하지 않을 것입니다."

새로운 시스템의 또 다른 이점은 그(것)들이 적당한 차원에 관하여 가지고 있을 한 표면에 작은 짜임새의 어떤 특정한 윤곽도에 달려 있지 않다 입니다. "그것은 쉽게 제조될 수 있습니다," 바라나시는 밝힙니다. 표면이 짜임새 인 후에, 물자는 윤활유에서 기계적으로 담궈지고 떠나게될 수 있습니다; 윤활유의 대부분은 단순히 배수하고, "구멍에 있는서만 액체는 모세관 군대에 의해 안으로 붙들립니다," Anand는 말합니다. 코팅이 이렇게 약하게 이기 때문에, 그는 윤활유의 반 찻숱가락에 서만, 그것 취합니다 대략 물자의 평방 야드를 입히기 위하여 내무반을 말합니다. 윤활유는 또한 부식에서 근본적인 금속 표면을 보호할 수 있습니다.

바라나시는 얼마 개선이 발전소지에 있는 새로운 기술을 사용해서 가능한 지 정확하게 양을 정하기 위하여 추가 연구를 계획합니다. 증기 강화하기 터빈이 세계의 화석 연료 발전소에서 편재하기 때문에, 그는 비록 그것은 온실 가스의 글로벌 방출에 대한 그것의 잠재적 충격에서 거대한" 1% 저장합니다 말합니다, ".

다양한 표면 짜임새 및 윤활유로 새로운 접근 작동은, 연구원 밝힙니다; 그(것)들은 비용과 내구성을 위한 최적 조합을 찾아내기에 대한 전진하는 연구를 집중시키는 것을 계획합니다. "이 액체 및 짜임새를 디자인하는 방법," 바라나시에 있는 많은 과학이 말합니다 있습니다.

추가 연구는 새로운 기술 바라나시에 의해 원조될 콘라트 Rykaczewski, 지금 존 헨리 Scott 및 NIST의 Marlon 보행자 및 FEI 회사의 Trevan Landin와 더불어 Gaithersberg, Md에서 국립 표준 기술국 (NIST)에., 기지를 둔 MIT 연구 과학자를 포함하여 연구원과 협력하여 발전했습니다. 기술은 분리되는 종이에서 다만 또한 기술되다 간행했습니다 Nano ACS에서.

처음으로, 이 새로운 기술은 그것에 압축하는 작은 물방울과 같은 표면과 액체 사이 공용영역의 직접, 상세한 심상을 장악합니다. 정상적으로, 그 공용영역 - 이해 젖음 및 근해 흘리기 프로세스에 키 컴퓨터 만들기를 작은 물방울에 의해 전망 그들자신, 바라나시에서 -는 설명합니다, 이렇게 최대 분석 의지했습니다 숨겨지습니다. 새로운 프로세스에서는, 작은 물방울은 이온살을 가진 단면에서 저며진 표면에 급속하게 그 자리에, 그 후에 스캐닝 전자 현미경을 사용하여 imaged 얼고.

"방법 급속한을 통해 견본의 기하학을 보존하기를 의지해 210 섭씨 온도를 [346 화씨 온도 마이너스] 적자에 액체 질소 진창에서 어,"는 Rykaczewski는 말합니다. "어는 비율 이렇게 단단 (초당 대략 20,000 섭씨 온도) 그 근해이고 그밖 액체는 결정화하지 않으며, 그들의 기하학은 보존합니다."는

기술은 액체 사이 많은 다른 상호 작용을 공부하기 위하여 이용될 수 있었습니다 또는 가스와 단단한 표면, 바라나시는 밝힙니다. "완전히 새로운 기술입니다. 처음으로, 우리는 이 표면의 이 세부사항을 볼 수 있습니다."

강화한 응축 연구는 국립 과학 재단, Masdar MIT (NSF) 에너지 처음 프로그램에게서 자금 조달을, 그리고 MIT Deshpande 센터 수신했습니다. 직접 화상 진찰 연구는 NSF 교부금 및 듀퐁 MIT 연립에서 자금 조달과 더불어 NIST 기능을, 이용했습니다.

근원: MIT

Last Update: 23. October 2012 12:23

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