Наночастицы могут резко повысить испаряемость без роста температуры

Кунь Цюань Лу с сотрудниками по Университету физики Китайской академии наук (Пекин, КНР) поняли, что одна из электрореологических жидкостей — силиконовое масло — при добавлении наночастиц оксида титана начинает интенсивно испаряться.

В норме силиконовое масло — действенный смазочный материал, только устойчивый к температурным действиям и намного менее склонный к испарению, чем простые смазочные масла на базе нефти.

Его возможно хранить десятилетиями в открытом сосуде и не заметить ни намёка на испарение. А тут внезапно испаряемость, как у простой воды!

Рис. 1. Согласно мнению ученых, необычно громадные углы стыков между гранями кристаллической решётки анатаза приводят к тому, что молекулам жидкости легче оторваться от наночастицы и покинуть жидкую среду. (Тут и ниже илл. Kunquan Lu et al).

В чем обстоятельство таинственного явления? Само собой разумеется, наночастицы двуокиси титана имели возможность расширить неспециализированную поверхность испарения и тем ускорить его. Но базовая скорость перехода в газообразное состояние у силиконового масла всё равняется через чур мелка.

Кроме того в случае если удвоить её, как полагают авторы работы, для того чтобы большого уровня всё равняется не достигнуть.

Для проверки догадки об повышении площади поверхности учёные применяли наночастицы различных размеров. В случае если всё дело как раз в поверхностной интенсификации, то чем меньше наночастицы, тем выше должна быть испаряемость. Практически, но, испаряемость росла лишь , пока частицы не становились меньше определённых размеров.

После этого она начала падать.

Вторым сюрпризом выяснилось то, что громаднейшие вариации испаряемости дала замена диоксида титана в форме анатаза на тот же диоксид в виде рутила. И тот и второй имеют тетрагональную структуру кристаллической решётки, но у анатаза угол, под которым сходятся грани решётки, приближается к 82°9′, а у рутила он всего лишь 56°52?’. По мысли китайских товарищей,

из-за того что молекулы силиконового масла не сильный удерживаются на поверхности наночастиц под через чур громадными углами, анатазовые частицы приводят к радикальному росту испаряемости при тех же температуре и давлении.

Рис. 2. Как видите, наночастицы анатаза при том же самом химическом составе устойчиво опережают рутил по свойству стимулировать испаряемость.

В действительности это только самая неспециализированная черта процесса, детальное познание которого потребует долгих дополнительных изучений, полагают учёные. Но и до полного прояснения теоретического механизма столь аномальное поведение жидкостей в присутствии анатаза может сыграть огромную роль в целом последовательности практических приложений.

Напомним: анатаз — весьма распространённый и недорогой материал, да и употребляться для стимуляции испарения он может многократно. Иначе, резкое ускорение испарения нефти было бы бесценно для очистки нефтяных пятен на воде, а предполагаемая исследователями возможность подобного аномального роста испаряемости в морской воде может привести к резкому сокращению цены её опреснения. Наконец, таким же образом возможно с высокой экономией очищать сточные воды как предприятий, так и канализационных совокупностей.

Изучение представлено в издании AIP Advances, а с его препринтом возможно ознакомиться на сайте arXiv.

Случайные записи:

• Физики обнаружили странные силы, воздействующие на наночастицы в микроскопическом мире
• Кишечные бактерии превратили пшеницу в прекурсор бензина

ТОП 5 способов как поднять температуру тела

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Наночастицы серебра могут быть опасны

  Таковой вердикт вынесли ученые из Канады по окончании того, как изучили влияние серебряных наночастиц на жизнедеятельность микроорганизмов в арктической…

• Биоразлагаемые наночастицы помогут в борьбе с раком

  Кремниевые наночастицы всецело разлагаются спустя пара дней по окончании того, как они попали в организм, соответственно, возможно не опасаться, что они…

• Лазер на основе нанопроводов может существенно повысить плотность хранения информации

  На сегодня полупроводниковый лазер находит множество нужных применений от чистки воды до чтения CD и DVD дисков. Но сейчас сферу их применения возможно…

• Наночастицы защитят зубы от кариеса

  Вредные бактерии, разрушающие зубную эмаль, защищаются от антимикробных средств, формируя биоплёнку. Но нанотехнологиям имеется что противопоставить…