Siz bunu mətbəx qablarında və ya köhnə su borularında görmüş ola bilərsiniz: sərt, mineralla zəngin su zamanla pulcuqlar buraxacaq. Bu, təkcə evdə borularda və yemək qablarında deyil, həm də neft və təbii qazı daşıyan boru və klapanlarda, elektrik stansiyalarında soyuducu suyun nəqlini həyata keçirən borularda da baş verir. Məlumdur ki, miqyas səmərəsizliyə, dayanma müddətinə və texniki xidmət problemlərinə səbəb ola bilər. Neft və qaz sənayesində miqyas bəzən işlək quyuların ən azı müvəqqəti olaraq tamamilə bağlanmasına gətirib çıxarır. Buna görə də, bu problemin həlli böyük mükafatlar gətirə bilər. İndi MIT tədqiqatçılarından ibarət bir qrup bu nəhəng, lakin az tanınan problemin potensial həllini tapdı. Onlar tapdılar ki, səthin nano-teksturasiyası və sonra sürtkü mayesinin tətbiqi daxil olmaqla, yeni səth müalicəsi miqyas əmələgəlmə sürətini ən azı on dəfə azalda bilər. Bu həftə tədqiqatın nəticələri Journal of Advanced Materials Interface jurnalında dərc olunub. Məqalə aspirant Srinivas Subramanyam, postdoktorant Gisele Azimi və MIT-nin Maşınqayırma Departamentinin dəniz istifadəsi üzrə dosenti Kripa Varanasi tərəfindən yazılmışdır. "Demək olar ki, hər yerdə [miqyas] görə bilərsiniz" dedi Varanasi. Evdə bu çöküntülər əsasən qıcıqlandırıcıdır, lakin sənayedə onlar “məhsuldarlığın azalmasına və [onların] çıxarılması üsulu ətraf mühitə zərərli ola bilər”, adətən sərt kimyəvi maddələrin istifadəsini nəzərdə tutur. Elektrik stansiyalarında və duzsuzlaşdırma qurğularında miqyas əhəmiyyətli səmərəlilik itkilərinə səbəb ola bilər, çünki o, istilik maneəsi kimi çıxış edir və istilik dəyişdiricisində soyutma və ya kondensasiyaya təsir göstərir. Problem suda adətən çoxlu həll olunmuş duzlar və minerallardan ibarət olduğundan yaranır. Suyun bu maddələri həll etmək qabiliyyəti həllolma qabiliyyətindən asılıdır, ona görə də su soyuyarsa və ya buxarlanırsa, məhlul həddindən artıq doymuş ola bilər: onun tərkibində saxlaya biləcəyindən daha çox həll olunmuş maddələr var, buna görə də bəzi maddələr çökməyə başlayır. İsti və rütubətli hava daha soyuq bir səthlə qarşılaşdıqda birdən soyuduqda, eyni prinsip olan soyuq şüşənin dumanlanmasına səbəb olacaqdır. Əksər hallarda mühəndislər bu problemi sistemi həddindən artıq dizayn etməklə həll edirlər, Varanasi dedi: Lazım olduğundan daha böyük bir boru istifadə edin, məsələn, çirklənmənin qismən tıxanmasına və ya daha böyük bir səth sahəsinə səbəb olacağı gözlənilir, bu halda İstilik dəyişdiricisi altında. Subramanyam qeyd edir ki, bu problem yeni deyil: “Qədim yemək qablarında bu cür yığılma var”. "Hələ yaxşı bir həllimiz yoxdur." Hələ sənaye miqyasında sübuta yetirilməsə də, MİT komandası tərəfindən hazırlanmış yeni üsul miqyas əmələ gəlmə sürətinə əhəmiyyətli təsir göstərə bilər və bir çox hallarda bunun qarşısını tamamilə ala bilər. Onların metodu sadə səslənir: səthi effektiv şəkildə nanotexturasiya etmək və yaranan fakturanı sürtkü ilə doldurmaq. Tekstura əsasən istehsal edilən qabarların və yivlərin ölçüsündən asılıdır; dəqiq forma heç bir əhəmiyyət kəsb etmir. Buna görə də, bu toxumanı yaratmaq üçün müxtəlif üsullardan istifadə edilə bilər, o cümlədən səthə teksturalı bir örtük tətbiq etmək və ya yerində kimyəvi aşındırma. Tədqiqatçılar həmçinin uyğun sürtkü yağının seçilməsi prosesini təsvir ediblər ki, bu, təkcə miqyasda əmələ gələn enerji maneəsini artırmır, həm də teksturalı bərk cisimlərə yayılır, səthi “hamar” edir və miqyas əmələ gəlməsi üçün istifadə edilə bilən nüvələşməni azaldır. Sayt. Ölçəyin əmələ gəlməsinin qarşısını almaq və ya azaltmaq üçün əvvəlki cəhdlər adətən mineralların ona bağlanmasının qarşısını almaq üçün səthə bir örtük (məsələn, Teflon) əlavə etməyi əhatə edir. Varanasi izah etdi ki, bu üsulla bağlı problem bu örtüklərin köhnəlməsidir, necə ki, yapışmayan tavalardakı örtüklər istifadə ilə tez-tez xarab olur. O bildirib ki, örtükdə kiçik bir deşik olsa belə, bu, kiçin əmələ gəlməsinə yer verir. Yeni üsuldan istifadə etməklə səthdə nanotekstura əmələ gəldikdən sonra səthə yağ və ya digər sürtkü mayesi tətbiq olunur. Varanasi dedi ki, kiçik nanoölçülü yivlər bu mayeni tutur və kapilyar hərəkət vasitəsilə onu möhkəm şəkildə yerində saxlayır. Qatı yapışmayan örtüklərdən fərqli olaraq, maye istənilən boşluqları doldurmaq üçün axına bilər, səthi teksturaya yayılır və bəziləri yuyulursa, davamlı olaraq doldurula bilər. "Mexanik zədələnmə olsa belə, sürtkü həmin səthə qayıda bilər" dedi Subramanyam. "Uzun müddət hamarlığını qoruya bilər." Bu sürtkü təbəqəsi çox nazik olduğundan - cəmi bir neçə yüz nanometr qalınlığında - onilliklər ərzində səthi qorumaq üçün yalnız az miqdarda sürtkü tələb olunur. Varanasi bildirib ki, boru kəmərinin bir hissəsində tikilmiş su anbarı avadanlığın bütün istismar müddəti ərzində yağlamanı təmin edə bilər. Neft boru kəmərləri vəziyyətində, "sürtkü artıq mövcuddur", səth toxuması tərəfindən tutulan yağ boru kəmərinin səthini qoruya bilər. Frayburq Universitetinin İnterfeys Kimyası və Fizikası Laboratoriyasının rəhbəri Jurgen Rühe tədqiqatda iştirak etməyib və bunun "çox mühüm kəşfləri və mühüm elmi irəliləyişləri" təmsil etdiyini bildirib. O, komandanın miqyas əmələ gəlməsini azaltmaq üsulunu “yeni və yaradıcı” adlandırdı və dedi ki, “bu, suyun qızdırıldığı və buxarın yarandığı bütün sahələrə potensial təsir göstərə bilər”. Tədqiqatçılar, müəyyən bir tətbiq üçün ən yaxşısını müəyyən etmək üçün əlavə laboratoriya sınaqlarından sonra sürtkü və tekstura üsullarından sonra sistemin cəmi üç il ərzində kommersiya tətbiqinə hazır ola biləcəyini söylədi. Bu iş MİT Enerji Təşəbbüsü tərəfindən dəstəkləndi.
Göndərmə vaxtı: 08 dekabr 2021-ci il
