Нанорідина

Нанорідина — це рідина, що містить частинки і агломерати частинок з характерним розміром 0,1-100 нм.[1][2]

Загальний опис

Нанорідини являють собою колоїдні розчини наночастинок в рідкому розчиннику. Внаслідок малих розмірів включень такі системи мають особливі фізико-хімічні властивості. Частинки мають підвищену поверхневу енергією в зв'язку з великою кількістю атомів знаходяться в збудженому стані і не менше одного вільного електрона на зовнішньому енергетичному рівні. Нанодисперсії мають різну природу. Як дисперговані речовини можуть виступати поліорганосилоксани, металеві, оксидні, карбідні, нітрідні наночастинки, вуглецеві нанотрубки тощо. В якості дисперсійного середовища зазвичай використовується вода або етиленгліколь[3].

Застосування

Нанодисперсії є зручними транспортними засобами для поганорозчинних амфіфільних і ліпофільних речовин. Гідрофільні нанодисперсії володіють дуже важливою властивістю: вони дуже швидко проникають в клітини. Нанодисперсії використовуються в складі косметичних засобів для додання унікальних сенсорних характеристик. Еволюція нафтогазових нанодисперсій — кінетично контрольований процес, в якому проміжні структури відокремлені від рівноважних станів значними кінетичними бар'єрами. При заключній обробці текстильних матеріалів використовують наночастинки різних речовин у вигляді наноемульсій і нанодісперсій.

Нанодисперсії володіють новими фізичними властивостями, що роблять їх потенційно корисними в таких сферах як мікроелектроніка, паливні елементи, фармацевтика, гібридні двигуни. Зокрема нанодисперсії володіють істотно збільшеною теплопровідністю і конвективним коефіцієнтом теплопередачі в порівнянні з рідиною носієм[4][5]. Встановлено також, що застосування сильнорозбавлених нанодисперсій в якості теплоносія дозволяє істотно збільшити щільність критичного теплового потоку в установках киплячого типу[6]. Також цікаві магнітні нанорідини, що являють собою однодоменні магніти, рівномірно розподілені в об'ємі дисперсної фази[7].

Проблеми

З причини своєї будови і нестабільності розмірів агрегатів наночастинок нанодисперсії, як правило, досить нестабільні. Їх властивості легко змінюються і сильно залежать від зовнішнього впливу. Основне завдання, яке повинне бути вирішене на шляху їх промислового використання — отримання стійких нанодисперсій з відтвореними властивостями.

Див. також

Література

  • S. K. Das, S. U. S. Choi, W. Yu, T. Pradeep. Nanofluids: Science and Technology. — Wiley-Interscience, 2008. — 416 с. — ISBN 978-0-470-07473-2.

Примітки

  1. ↑ Taylor, R.A. та ін. (2013). Small particles, big impacts: A review of the diverse applications of nanofluids. Journal of Applied Physics. 113 (1): 011301–011301–19. Bibcode:2013JAP...113a1301T. doi:10.1063/1.4754271. Архів оригіналу за 27 вересня 2013. Процитовано 12 квітня 2020.
  2. ↑ Buongiorno, J. (March 2006). Convective Transport in Nanofluids. Journal of Heat Transfer. 128 (3): 240—250. doi:10.1115/1.2150834. Процитовано 27 березня 2010.
  3. ↑ Argonne Transportation Technology R&D Center (англ.). Архів оригіналу за 2 березня 2012. Процитовано 27 березня 2010.
  4. ↑ S. Kakaç, A. Pramuanjaroenkij. Review of convective heat transfer enhancement with nanofluids : [англ.] // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2009. — Vol. 52. — С. 3187–3196.
  5. ↑ J. Buongiorno. Convective Transport in Nanofluids : [англ.] // Journal of Heat Transfer. — 2006. — Vol. 128, № 3. — С. 240–251.
  6. ↑ Б. С. Фокин, М. Я. Беленький, В. И. Альмяшев и др. Критический тепловой поток при кипении водной дисперсии наночастиц : [рос.] // Письма в ЖТФ. — 2009. — Т. 35, № 10. — С. 1–5.
  7. ↑ Ю. О. Михалев. Магнитоуправляемые наножидкости, их свойства и применение в качестве бесконтактных щелевых уплотнений : [рос.] // Клеи. Герметики. Технологии. — 2007. — № 9. — С. 16–25.