Нанодисперсия, наноэмульсия или наножидкость — это жидкость, содержащая частицы и агломераты частиц с характерным размером 0,1—100 нм. Такие жидкости представляют собой коллоидные растворы наночастиц в жидком растворителе[1]. Вследствие малых размеров включений такие системы обладают особыми физикохимическими свойствами. На долю поверхности в них приходится до 50 % всего вещества. Обладают повышенной поверхностной энергией в связи с большим количеством атомов находящихся в возбуждённом состоянии и имеющем не менее одного свободного электрона на внешнем энергетическом уровне. Нанодисперсии имеют различную природу. В качестве диспергированных веществ могут выступать полиорганосилоксаны, металлические, оксидные, карбидные, нитридные наночастицы, углеродные нанотрубки и т. д. В качестве дисперсионной среды обычно используется вода или этиленгликоль[2].
Применение править
Нанодисперсии являются удобными транспортными средствами для плохорастворимых амфифильных и липофильных веществ. Гидрофильные нанодисперсии обладают очень важным свойством: они очень быстро проникают в клетки. Нанодисперсии используются в составе косметических средств для придания уникальных сенсорных характеристик. Эволюция нефтегазовых нанодисперсий — кинетически контролируемый процесс, в котором промежуточные структуры отделены от равновесных состояний значительными кинетическими барьерами. При заключительной отделке текстильных материалов используют наночастицы различных веществ в виде наноэмульсий и нанодисперсий.
Нанодисперсии обладают новыми физическими свойствами, делающими их потенциально полезными в таких сферах как микроэлектроника, топливные элементы, фармацевтика, гибридные двигатели и т. д.[1] В частности нанодисперсии обладают существенно увеличенной теплопроводностью и конвективным коэффициентом теплопередачи по сравнению с жидкостью-носителем[3][4]. Установлено также, что применение сильноразбавленных нанодисперсий в качестве теплоносителя позволяет существенно увеличить плотность критического теплового потока в установках кипящего типа[5]. Также интересны магнитные наножидкости, представляющие собой однодоменные магниты, равномерно распределенные в объёме дисперсной фазы[6].
Проблемы править
В виду своего строения и нестабильности размеров агрегатов наночастиц нанодисперсии, как правило, довольно нестабильны. Их свойства легко меняются и сильно зависят от внешнего воздействия. Основная задача, которая должна быть решена на пути их промышленного использования — получение устойчивых нанодисперсий с воспроизводимыми свойствами.
См. также править
Примечания править
- ↑ 1 2 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. (недоступная ссылка)
- ↑ Argonne Transportation Technology R&D Center (англ.). Дата обращения: 27 марта 2010. Архивировано 2 марта 2012 года.
- ↑ S. Kakaç, A. Pramuanjaroenkij. Review of convective heat transfer enhancement with nanofluids (англ.) // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2009. — Vol. 52. — P. 3187–3196.
- ↑ J. Buongiorno. Convective Transport in Nanofluids (англ.) // Journal of Heat Transfer. — 2006. — Vol. 128, no. 3. — P. 240–251.
- ↑ Б. С. Фокин, М. Я. Беленький, В. И. Альмяшев и др. Критический тепловой поток при кипении водной дисперсии наночастиц // Письма в ЖТФ. — 2009. — Т. 35, № 10. — С. 1–5.
- ↑ Ю. О. Михалев. Магнитоуправляемые наножидкости, их свойства и применение в качестве бесконтактных щелевых уплотнений // Клеи. Герметики. Технологии. — 2007. — № 9. — С. 16–25. Архивировано 12 апреля 2020 года.