Sampeyan bisa uga wis ndeleng ing cookware pawon utawa pipa banyu lawas: hard, banyu sugih mineral bakal ninggalake celengan scaly liwat wektu. Ora mung ana ing pipa lan peralatan masak ing omah, nanging uga ing pipa lan katup sing ngangkut minyak lan gas alam, lan pipa sing ngeterake banyu pendingin ing pembangkit listrik. Dikenal manawa skala bisa nyebabake inefisiensi, downtime lan masalah pangopènan. Ing industri minyak lan gas, skala kadhangkala nyebabake penutupan sumur operasi, paling ora kanggo sementara. Mulane, ngrampungake masalah iki bisa nggawa ganjaran gedhe. Saiki, tim peneliti MIT wis nemokake solusi potensial kanggo masalah gedhe nanging ora dingerteni iki. Dheweke nemokake manawa perawatan permukaan anyar-kalebu nano-tekstur permukaan lan banjur nglamar cairan pelumas-bisa nyuda tingkat pembentukan skala paling sethithik kaping sepuluh. Minggu iki, asil riset diterbitake ing Journal of Advanced Materials Interface. Makalah kasebut ditulis dening mahasiswa pascasarjana Srinivas Subramanyam, kanca pascadoktoral Gisele Azimi, lan Kripa Varanasi, profesor asosiasi pemanfaatan laut ing Departemen Teknik Mesin ing MIT. "Sampeyan bisa ndeleng [skala] meh ing endi wae," ujare Varanasi. Ing omah, celengan iki biasane ngganggu, nanging ing industri, bisa nyebabake "pengurangan produktivitas, lan cara ngilangi [wong-wong mau] bisa uga mbebayani kanggo lingkungan", biasane nggunakake bahan kimia sing atos. Ing pembangkit listrik lan pabrik desalinasi, skala bisa nyebabake kerugian efisiensi sing signifikan amarga tumindak minangka penghalang termal lan mengaruhi pendinginan utawa kondensasi ing penukar panas. Masalah muncul amarga banyu biasane ngemot akeh uyah lan mineral sing larut. Kemampuan banyu kanggo mbubarake zat-zat kasebut gumantung marang kelarutan, mula yen banyu adhem utawa nguap, solusi kasebut bisa dadi oversaturated: ngemot zat-zat larut sing luwih akeh tinimbang sing bisa ditahan, mula sawetara zat wiwit endapan. Nalika udhara anget lan lembab dumadakan adhem nalika nemoni permukaan sing luwih adhem, bakal nyebabake fogging ing kaca kadhemen, yaiku prinsip sing padha. Umume kasus, insinyur ngatasi masalah iki kanthi ngrancang sistem kasebut, ujare Varanasi: Gunakake pipa sing luwih gedhe tinimbang sing dibutuhake, umpamane, yen fouling bakal nyebabake pamblokiran parsial, utawa area permukaan sing luwih gedhe, ing kasus iki, penukar panas. ing ngisor. Subramanyam nuduhake yen masalah iki ora anyar: "Perkakas masak kuno duwe akumulasi kaya ngono," ujare. "Kita durung duwe solusi sing apik." Sanajan durung bisa dibuktekake ing skala industri, metode anyar sing dikembangake dening tim MIT bisa uga duwe pengaruh sing signifikan ing kacepetan pembentukan skala, lan ing pirang-pirang kasus bisa nyegah. Cara kasebut gampang banget: kanthi efektif nanotekstur permukaan lan ngisi tekstur sing diasilake nganggo pelumas. Tekstur utamané gumantung saka ukuran bumps lan grooves diprodhuksi; wangun pas ora koyone Matter. Mulane, macem-macem teknik bisa digunakake kanggo nggawe tekstur iki-kalebu aplikasi lapisan tekstur ing permukaan utawa etching kimia ing panggonan. Peneliti uga njlèntrèhaké proses kanggo milih pelumas cocok sing ora mung nambah alangi energi kawangun dening skala, nanging uga nyebar menyang padhet tekstur, nggawe lumahing "lancar" lan ngurangi nukleasi sing bisa digunakake kanggo tatanan skala. Situs. Upaya sadurunge kanggo nyegah utawa nyuda formasi skala biasane kalebu nambah lapisan (kayata Teflon) ing permukaan kanggo nyegah mineral saka naleni. Varanasi nerangake manawa masalah karo metode iki yaiku lapisan kasebut dadi rusak, kayadene lapisan ing wajan sing ora lengket asring rusak nalika digunakake. Ngandika sing malah yen ana bolongan cilik ing lapisan, iku menehi panggonan kanggo ukuran kanggo miwiti kanggo mbentuk. Nggunakake metode anyar, yen tekstur nano dibentuk ing permukaan, lenga utawa cairan pelumas liyane ditrapake ing permukaan. Varanasi ujar manawa alur skala nano cilik nangkep cairan iki lan nahan kanthi kuat liwat aksi kapiler. Ora kaya lapisan non-kelet sing padhet, cairan bisa mili kanggo ngisi kesenjangan, nyebar ing tekstur permukaan, lan yen ana sing dicuci, bisa diisi terus. "Sanajan ana karusakan mekanik, pelumas bisa bali menyang permukaan kasebut," ujare Subramanyam. "Bisa njaga kelancaran kanggo dangu." Amarga lapisan pelumas iki tipis banget - mung sawetara atus nanometer - mung mbutuhake pelumas sing sithik kanggo nglindhungi permukaan nganti pirang-pirang dekade. Varanasi ujar manawa reservoir sing dibangun ing bagean pipa bisa menehi lubrikasi sajrone umur peralatan kasebut. Ing kasus pipa lenga, "pelumas wis ana", lenga sing dijupuk dening tekstur permukaan bisa nglindhungi permukaan pipa. Jurgen Rühe, kepala Laboratorium Kimia Antarmuka lan Fisika ing Universitas Freiburg, ora melu sinau, ujar manawa iki nuduhake "penemuan sing penting lan kemajuan ilmiah sing penting." Dheweke nyebutake metode tim kanggo nyuda formasi skala "anyar lan kreatif" lan ujar "bisa uga duwe pengaruh potensial ing kabeh wilayah sing digawe panas lan uap digawe." Peneliti ujar manawa sawise tes laboratorium luwih lanjut kanggo nemtokake sing paling apik kanggo aplikasi tartamtu Sawise pelumas lan metode tekstur, sistem kasebut bisa siap kanggo aplikasi komersial mung telung taun. Karya iki didhukung dening MIT Energy Initiative.
Wektu kirim: Dec-08-2021
