Puderete l'avete vistu in utensili di cucina o vechji pipi d'acqua: l'acqua dura è ricca di minerali lasciarà dipositi squamosi cù u tempu. Ùn si trova micca solu in i pipi è l'utensili di cucina in casa, ma ancu in i pipi è i valvule chì trasportanu l'oliu è u gasu naturale, è i pipi chì trasportanu l'acqua di rinfrescante in e centrali elettriche. Hè ben cunnisciutu chì a scala pò causà inefficienza, downtime è prublemi di mantenimentu. In l'industria di u petroliu è di u gasu, a scala porta qualchì volta à a chiusura cumpleta di i pozzi operativi, almenu temporaneamente. Per quessa, risolviri stu prublema pò purtà assai ricumpensa. Avà, una squadra di circadori MIT hà ghjuntu cù una suluzione potenziale à stu prublema enormu ma pocu cunnisciutu. Anu trovu chì un novu trattamentu di a superficia - cumpresu a nano-texturing di a superficia è poi l'applicazione di fluidu lubrificante - pò riduce a tarifa di furmazione di scala da almenu dece volte. Sta settimana, i risultati di a ricerca sò stati publicati in u Journal of Advanced Materials Interface. U documentu hè statu scrittu da u studiente graduatu Srinivas Subramanyam, a cumpagna postdoctorale Gisele Azimi, è Kripa Varanasi, prufissore assuciatu di l'utilizazione marina in u Dipartimentu di Ingegneria Meccanica di u MIT. "Pudete vede [scala] quasi in ogni locu", disse Varanasi. In a casa, questi dipositi sò per suprattuttu un fastidiu, ma in l'industria, ponu purtà à "a riduzzione di a produtividade, è u metudu di caccià [li] pò esse preghjudiziu à l'ambiente", chì generalmente implica l'usu di sustanzi chimichi duri. In e centrali elettriche è i pianti di desalinizazione, a scala pò causà perdite di efficienza significativa perchè agisce cum'è una barriera termica è affetta u rinfrescante o a condensazione in u scambiatore di calore. U prublema nasce perchè l'acqua di solitu cuntene assai sali dissoluti è minerali. A capacità di l'acqua di dissolve sti sustanziali dipende da a solubilità, perchè se l'acqua si rinfriscà o s'evapora, a suluzione pò esse soprasaturata: cuntene più sustanzi dissoluti di ciò chì pò cuntene, perchè certi sustanzi cumincianu à precipitate fora. Quandu l'aria calda è umida si rinfriscà di colpu quandu scontra una superficia più fridda, pruvucarà nebbia nantu à u vetru friddu, chì hè u listessu principiu. In a maiò parte di i casi, ingegneri risolve stu prublema da over-designing u sistema, Varanasi hà dettu: Aduprà una pipa assai più grande di ciò chì hè necessariu, per esempiu, hè previstu chì fouling pruvucarà bloccu parziale, o una superficia più grande, in stu casu, scambiatore di calore. sottu. Subramanyam indica chì stu prublema ùn hè micca novu: "Utensili di cucina antichi anu stu tipu d'accumulazione", disse. "Ùn avemu micca una bona suluzione ancu". Ancu s'ellu ùn hè ancu pruvucatu in una scala industriale, u novu metudu sviluppatu da a squadra MIT pò avè un impattu significativu in a velocità di furmazione di scala, è in parechji casi pò impediscenu completamente. U so metudu sona simplice: nanotexturing in modu efficace a superficia è riempia a texture resultanti cun un lubricante. A struttura dipende principalmente da a dimensione di i bumps and grooves pruduciuti; a forma precisa ùn pare micca impurtanza. Per quessa, una varietà di tecniche ponu esse aduprate per creà sta struttura, cumpresa l'applicazione di un revestimentu texturizatu nantu à a superficia o l'incisione chimica in u locu. I circadori anu discrittu ancu un prucessu per selezziunà un lubrificante adattatu chì ùn solu aumenta a barriera energetica formata da scala, ma si sparghje ancu à i solidi texturizati, facendu a superficia "liscia" è riducendu a nucleazione chì pò esse usata per a furmazione di scala. Situ. I tentativi precedenti di prevene o riduce a furmazione di scala generalmente implicanu l'aghjunzione di un revestimentu (cum'è Teflon) à a superficia per impedisce chì i minerali si lighianu. Varanasi spiegò chì u prublema cù stu metudu hè chì sti rivestimenti sguassate, cum'è i rivestimenti nantu à i padelle antiaderenti spessu degradanu cù l'usu. Ellu disse chì ancu s'ellu ci hè un picculu pirtusu in u revestimentu, furnisce un locu per a scala per cumincià à furmà. Utilizendu u novu metudu, una volta chì a nano-texture hè furmatu nantu à a superficia, l'oliu o un altru fluidu lubrificante hè appiicatu à a superficia. Varanasi hà dettu chì i minusculi groove nano-scala catturanu stu liquidu è u mantenenu fermamente in u locu per via di l'azzione capillare. A cuntrariu di i rivestimenti antiaderenti solidi, u liquidu pò scorri per riempie ogni lacuna, sparghje nantu à a struttura di a superficia, è se alcuni hè lavatu, pò esse rimbursatu continuamente. "Ancu s'ellu ci hè dannu meccanicu, u lubricante pò vultà à quella superficia", disse Subramanyam. "Puderà mantene a so liscia per un bellu pezzu". Perchè sta strata lubricante hè assai fina - solu uni pochi di centu nanometri di grossu - hè bisognu di solu una piccula quantità di lubricante per prutege una superficia per decennii. Varanasi hà dettu chì un reservoir custruitu in una seccione di u pipeline pò furnisce lubricazione per tutta a vita di l'equipaggiu. In u casu di oleoducti, "lubricante esiste digià", l'oliu catturatu da a struttura di a superficia pò prutezzione di a superficia di u pipeline. Jurgen Rühe, capu di u Laboratoriu di Chimica è Fisica di l'Interfaccia in l'Università di Friburgo, ùn era micca implicatu in u studiu, dicendu chì rapprisenta "scuperte assai impurtanti è avanzati scientifichi impurtanti". Hà chjamatu u metudu di a squadra di riduce a furmazione di scala "nova è creativa" è hà dettu "pò avè un impattu potenziale in tutte e zone induve l'acqua hè riscaldata è u vapore hè generatu". I circadori hà dettu chì dopu à più teste di laboratoriu per determinà u megliu per una applicazione particulare Dopu à i metudi di lubricante è di texturing, u sistema pò esse prontu per l'applicazione cummerciale in solu trè anni. Stu travagliu hè statu sustinutu da l'Initiative Energy MIT.
Tempu di Postu: Dec-08-2021
