Efallai eich bod wedi ei weld mewn offer coginio cegin neu hen bibellau dŵr: bydd dŵr caled, llawn mwynau yn gadael dyddodion cennog dros amser. Mae'n digwydd nid yn unig mewn pibellau ac offer coginio gartref, ond hefyd mewn pibellau a falfiau sy'n cludo olew a nwy naturiol, a phibellau sy'n cludo dŵr oeri mewn gweithfeydd pŵer. Mae'n hysbys y gall graddfa achosi aneffeithlonrwydd, amser segur a phroblemau cynnal a chadw. Yn y diwydiant olew a nwy, mae graddfa weithiau'n arwain at gau ffynhonnau gweithredu yn llwyr, dros dro o leiaf. Felly, gall datrys y broblem hon ddod â gwobrau enfawr. Nawr, mae tîm o ymchwilwyr MIT wedi dod o hyd i ateb posibl i'r broblem enfawr ond anhysbys hon. Canfuwyd y gall triniaeth arwyneb newydd - gan gynnwys nano-gweadu'r wyneb ac yna defnyddio hylif iro - leihau cyfradd ffurfio graddfa o leiaf ddeg gwaith. Yr wythnos hon, cyhoeddwyd canlyniadau'r ymchwil yn y Journal of Advanced Materials Interface. Ysgrifennwyd y papur gan fyfyriwr graddedig Srinivas Subramanyam, cymrawd ôl-ddoethurol Gisele Azimi, a Kripa Varanasi, athro cyswllt defnydd morol yn Adran Peirianneg Fecanyddol MIT. “Gallwch chi weld [graddfa] bron yn unrhyw le,” meddai Varanasi. Yn y cartref, mae'r dyddodion hyn yn boendod yn bennaf, ond mewn diwydiant, gallant arwain at “leihau cynhyrchiant, a gall y dull o gael gwared arnynt fod yn niweidiol i'r amgylchedd”, fel arfer yn cynnwys defnyddio cemegau llym. Mewn gweithfeydd pŵer a gweithfeydd dihalwyno, gall graddfa achosi colledion effeithlonrwydd sylweddol oherwydd ei fod yn gweithredu fel rhwystr thermol ac yn effeithio ar oeri neu gyddwysiad yn y cyfnewidydd gwres. Mae'r broblem yn codi oherwydd bod dŵr fel arfer yn cynnwys llawer o halwynau a mwynau toddedig. Mae gallu dŵr i hydoddi'r sylweddau hyn yn dibynnu ar hydoddedd, felly os yw'r dŵr yn oeri neu'n anweddu, gall yr hydoddiant ddod yn or-dirlawn: mae'n cynnwys mwy o sylweddau toddedig nag y gall ei ddal, felly mae rhai sylweddau'n dechrau dyddodi. Pan fydd yr aer cynnes a llaith yn oeri'n sydyn pan fydd yn dod ar draws wyneb oerach, bydd yn achosi niwl ar y gwydr oer, sef yr un egwyddor. Yn y rhan fwyaf o achosion, mae peirianwyr yn datrys y broblem hon trwy or-ddylunio'r system, dywedodd Varanasi: Defnyddiwch bibell lawer mwy nag sydd ei angen, er enghraifft, disgwylir y bydd baeddu yn achosi rhwystr rhannol, neu arwynebedd mwy, yn yr achos hwn Cyfnewidydd gwres dan. Mae Subramanyam yn nodi nad yw’r broblem hon yn newydd: “Mae gan offer coginio hynafol y math hwn o groniad,” meddai. “Nid oes gennym ateb da eto.” Er nad yw wedi'i brofi eto ar raddfa ddiwydiannol, efallai y bydd y dull newydd a ddatblygwyd gan y tîm MIT yn cael effaith sylweddol ar gyflymder ffurfio graddfa, ac mewn llawer o achosion gall ei atal yn llwyr. Mae eu dull yn swnio'n syml: yn nanotexturing yr arwyneb yn effeithiol a llenwi'r gwead canlyniadol ag iraid. Mae'r gwead yn bennaf yn dibynnu ar faint y bumps a rhigolau a gynhyrchir; nid yw'n ymddangos bod yr union siâp o bwys. Felly, gellir defnyddio amrywiaeth o dechnegau i greu'r gwead hwn - gan gynnwys gosod gorchudd gweadog ar yr wyneb neu ei ysgythru yn gemegol yn ei le. Disgrifiodd yr ymchwilwyr hefyd broses ar gyfer dewis iraid addas sydd nid yn unig yn cynyddu'r rhwystr ynni a ffurfiwyd gan raddfa, ond sydd hefyd yn ymledu i solidau gweadog, gan wneud yr wyneb yn “llyfn” a lleihau cnewyllyn y gellir ei ddefnyddio i ffurfio graddfa. Safle. Mae ymdrechion blaenorol i atal neu leihau ffurfiant graddfa fel arfer yn golygu ychwanegu gorchudd (fel Teflon) i'r wyneb i atal mwynau rhag rhwymo iddo. Esboniodd Varanasi mai'r broblem gyda'r dull hwn yw bod y haenau hyn yn treulio, yn union fel y mae'r haenau ar sosbenni ffrio nad ydynt yn glynu yn aml yn diraddio wrth eu defnyddio. Dywedodd hyd yn oed os oes twll bach yn y cotio, mae'n darparu lle i raddfa ddechrau ffurfio. Gan ddefnyddio'r dull newydd, unwaith y bydd y nano-gwead yn cael ei ffurfio ar yr wyneb, mae olew neu hylif iro arall yn cael ei roi ar yr wyneb. Dywedodd Varanasi fod rhigolau bach nano-raddfa yn dal yr hylif hwn ac yn ei ddal yn ei le yn gadarn trwy weithred capilari. Yn wahanol i haenau solet nad ydynt yn glynu, gall hylif lifo i lenwi unrhyw fylchau, lledaenu ar wead yr wyneb, ac os caiff rhywfaint ei olchi i ffwrdd, gellir ei ailgyflenwi'n barhaus. “Hyd yn oed os oes difrod mecanyddol, gall yr iraid ddychwelyd i’r wyneb hwnnw,” meddai Subramanyam. “Gall gynnal ei esmwythder am amser hir.” Oherwydd bod yr haen iro hon yn denau iawn - dim ond ychydig gannoedd o nanometrau o drwch - dim ond ychydig bach o iraid sydd ei angen i amddiffyn wyneb ers degawdau. Dywedodd Varanasi y gall cronfa ddŵr a adeiladwyd mewn rhan o'r biblinell ddarparu iro trwy gydol oes yr offer. Yn achos piblinellau olew, mae “iraid eisoes yn bodoli”, gall yr olew a ddaliwyd gan wead yr wyneb amddiffyn wyneb y biblinell. Nid oedd Jurgen Rühe, pennaeth y Labordy Cemeg Rhyngwyneb a Ffiseg ym Mhrifysgol Freiburg, yn rhan o’r astudiaeth, gan ddweud ei fod yn cynrychioli “darganfyddiadau pwysig iawn a datblygiadau gwyddonol pwysig.” Galwodd ddull y tîm o leihau ffurfiant graddfa yn “newydd a chreadigol” a dywedodd “y gallai gael effaith bosibl ar bob maes lle mae dŵr yn cael ei gynhesu a lle mae stêm yn cael ei gynhyrchu.” Dywedodd yr ymchwilwyr, ar ôl profion labordy pellach i benderfynu ar y gorau ar gyfer cais penodol Ar ôl y dulliau iro a texturing, gall y system fod yn barod ar gyfer cais masnachol mewn dim ond tair blynedd. Cefnogwyd y gwaith hwn gan Fenter Ynni MIT.
Amser postio: Rhagfyr-08-2021
