Согласно новому исследованию Университета Райс, смесь алмазных наночастиц и минерального масла сможет стать наиболее эффективной наножидкостью для передачи тепла.
Жидкостные теплоносители используются в различных приложениях: для защиты деталей машин от износа, для солнечных батарей, наноэлектронных механических систем и систем охлаждения. Для того чтобы быть эффективными, эти жидкости должны быть сбалансированы по таким параметрам, как текучесть и теплопроводность. Однако, во многих современных жидкостях один параметр часто сильно превосходит другой. Такие жидкости, как вода и этиленгликоль легко текут, но плохо проводят тепло, в то время, как скорости потока традиционных жидкостей теплообмена часто препятствуют такие факторы, как стабильность, вязкость, поверхностный заряд и агломерация.
С конца 1990-х годов исследователи экспериментировали с «наноразмерными» частицами в низких концентрациях с целью создания наножидкости, которая стала бы золотой серединой по таким параметрам, как текучесть и теплопроводность. По сообщениям команды Университета Райса — наноалмазы оказались лучшей добавкой, предлагая в 100 раз лучше теплопроводность, чем медь, и ещё выступая в качестве эффективной смазки.
“Такие потрясающие свойства наноалмазов, как: смазывающая способностью, высокая теплопроводность, удельное электрическое сопротивление и стабильности — весьма впечатляют», — говорит Таха-Тижерина (Taha-Tijerina). “Мы обнаружили, что можем объединить очень небольшое количество наноалмазов с традиционной жидкостью и получить при этом жидкость с необычайно высокой теплопроводностью без существенных проблем с вязкостью.”
В своих тестах учёные соединили наноалмазы с минеральным маслом и обнаружили, что даже в небольшой концентрация — одну десятая процента по весу — происходит увеличение теплопроводности масла на 70% при температуре 373 градусах Кельвина. При температуре в 323 градуса Кельвина теплопроводность масла возрастает на 40%.
“Броуновское движение при взаимодействие наночастиц и жидкости играет очень важную роль”, — говорит Таха-Тижерина о причинах, почему так происходит. “Мы наблюдали повышение теплопроводности с помощью инкрементного изменения температуры и количества использованных наноалмазов. Температурно-зависимые вариации говорят нам о том, что изменения были обусловлены не только перколяционным механизмом, но и Броуновским движением.”
Источник: Electronics-Cooling.com