Наноматериалы и системы нанотехнологий бывают разных форм. Наножидкость представляет собой жидкую систему, которая содержит коллоидную суспензию наночастиц. В этой статье мы рассмотрим эти наножидкости и их потенциал в автомобильной промышленности.
Наночастицы в наножидкости могут быть любого состава, поскольку определение очень широкое. Однако среда, в которой они находятся, должна быть базовой жидкостью; т.е. это должна быть текучая среда с непрерывной фазой.
Базовые жидкости, в которых содержится коллоидная суспензия наночастиц, могут быть водными или олеиновыми по природе, но часто выбор наночастиц в жидкости приводит к определенным улучшениям свойств базовой жидкости.
Чтобы получить эффективную и хорошо рассредоточенную систему, используемые наночастицы должны соответствовать большинству нормативных определений — обычно они должны иметь диаметр от 1 до 100 нм. Известно, что эти системы наночастиц и базовых жидкостей имеют отличные теплообменные, смазочные и акустические свойства, что делает их пригодными для использования во многих отраслях промышленности, включая автомобильную промышленность.
Наножидкости можно рассматривать как однофазную систему, где свойства однофазной жидкости являются функцией как свойств наночастиц внутри системы, так и их концентрации. Однако в некоторых оценках используется двухкомпонентная модель, в которой свойства потока (число Рейнольдса и т. Д.) Базовой жидкости также влияют на свойства всей системы (а также на свойства наночастиц, возникающие в результате концентрации и состава).
Автомобильные применения наножидкостей
В автомобильном секторе есть две основные области, где наножидкости находят некоторое применение. Это смазки с улучшенными наночастицами и жидкие теплоносители в радиаторных системах с воздушным охлаждением, которые используют эффективные теплообменные свойства различных типов наножидкостей.
Смазочные материалы используются в автомобильной промышленности в самых разных областях — от тормозных систем до двигателя. Поскольку эти наножидкости используются в энергоемких средах, они должны выдерживать высокие температуры и напряжения сдвига.
Наножидкости, состоящие из наночастиц в смазочных базовых маслах, являются коммерчески доступными и, как известно, уменьшают износ системы (и базового масла, когда наножидкость сравнивают с чистой базовой жидкостью). Известно, что они обеспечивают как улучшенные смазывающие свойства (где механические части более плавно скользят по наночастицам), так и теплообменные свойства (где высокое тепло, генерируемое в смазке из механической системы, более эффективно рассеивается).
Последнее свойство помогает увеличить долговечность как системы базовой жидкости, так и механической системы из-за меньшего количества термического разложения, происходящего со временем.
Другой большой областью применения является использование наножидкостей в качестве рассеивающей тепло охлаждающей жидкости в некоторых радиаторных системах, используемых в автомобильных двигателях. Известно, что автомобильные двигатели вырабатывают много остаточного тепла во время процессов сгорания топлива, и это тепло необходимо рассеивать, а двигатели впоследствии охлаждают. Если этого не сделать, двигатель может перегреться и нанести дорогой и / или долгосрочный ущерб двигателю, используемым в нем смазочным материалам и окружающим металлическим деталям.
Во многих двигателях автомобильная охлаждающая жидкость, состоящая из этиленгликоля и воды, используется для поглощения тепла от двигателя, прежде чем он попадет в воздушный радиатор, где жидкость охлаждается. Наножидкости также недавно появились в качестве жидкости, которая может использоваться вместо этих смесей и может использовать их гораздо лучшие свойства теплопередачи по сравнению с существующим положением.
Автомобильные двигатели с каждым годом становятся все более мощными (особенно в автомобилях высокого класса), и многие охлаждающие жидкости начинают становиться менее эффективными, поэтому в настоящее время наножидкости рассматриваются в качестве потенциального пути улучшения охлаждающей способности двигателей, а также помогают одновременно способствуют лучшей экономии топлива и меньшим выбросам закиси азота, которые происходят из более эффективного двигателя.
В отличие от многих используемых жидкостей на водной основе, наножидкости на олеиновой основе также можно использовать для отвода тепла от электронных компонентов в двигателе и по всему автомобилю, поскольку это еще одна область автомобилей, которая в настоящее время более распространена в современная машина как никогда. Все эти изменения в автомобилях означают, что необходимо найти новые охлаждающие жидкости, чтобы соответствовать требованиям двигателя, а наножидкости рассматриваются как один из возможных ответов.
