Сиз муну ашкана идиштеринен же эски суу түтүкчөлөрүнөн көргөн болушуңуз мүмкүн: катуу, минералга бай суу убакыттын өтүшү менен кабырчыктарды калтырат. Ал үйдөгү түтүктөрдө жана тамак бышыруучу идиштерде гана эмес, мунай менен жаратылыш газын ташуучу түтүктөрдө жана клапандарда, электр станцияларындагы муздаткыч сууну ташуучу түтүктөрдө да кездешет. Масштаб натыйжасыздыкка, токтоп калууга жана техникалык тейлөө көйгөйлөрүнө алып келиши мүмкүн экендиги белгилүү. Нефть жана газ тармагында масштаб кээде иштеп жаткан скважиналарды, жок эле дегенде, убактылуу толук жабууга алып келет. Ошондуктан, бул маселени чечүү чоң сыйлыктарды алып келиши мүмкүн. Эми MIT изилдөөчүлөрүнүн тобу бул чоң, бирок анча белгилүү болгон көйгөйдүн потенциалдуу чечими менен келишти. Алар жаңы беттик тазалоо, анын ичинде бетин нано-текстуралоо жана андан кийин майлоочу суюктук колдонуу - масштабдын пайда болуу ылдамдыгын кеминде он эсеге азайта аларын аныкташты. Ушул аптада изилдөөнүн жыйынтыктары Journal of Advanced Materials Interface журналында жарыяланды. Документти аспирант Сринивас Субраманям, докторантурада иштеген Жизель Азими жана Массачусетс технология институтунун механикалык инженерия бөлүмүнүн деңизди пайдалануу боюнча доценти Крипа Варанаси жазган. "Сиз [масштабды] дээрлик бардык жерден көрө аласыз" деди Варанаси. Үйдө бул кендер көбүнчө кыжырды келтирет, бирок өнөр жайда алар "өндүрүмдүүлүктүн төмөндөшүнө, жана аларды жок кылуунун ыкмасы айлана-чөйрөгө зыян келтириши мүмкүн", адатта катаал химиялык заттарды колдонууга алып келиши мүмкүн. Электр станцияларында жана тузсуздандыруучу станцияларда масштаб натыйжалуулуктун олуттуу жоготууларына алып келиши мүмкүн, анткени ал жылуулук тосмо катары иштейт жана жылуулук алмаштыргычтагы муздатууга же конденсацияга таасирин тийгизет. Маселе сууда көбүнчө эриген туздар жана минералдар көп болгондуктан келип чыгат. Суунун бул заттарды эритүү жөндөмдүүлүгү эригичтигинен көз каранды, ошондуктан суу муздаса же бууланса, эритме ашыкча каныкып калышы мүмкүн: анын курамында эриген заттар кармай тургандан көп болот, ошондуктан кээ бир заттар чөкпөй баштайт. Жылуу жана нымдуу аба муздак бетке туш болгондо күтүлбөгөн жерден муздаганда, муздак айнекти тумандайт, бул ошол эле принцип. Көпчүлүк учурларда, инженерлер бул көйгөйдү системаны ашыкча долбоорлоо менен чечишет, Варанаси мындай деди: Керектүүдөн алда канча чоңураак түтүктү колдонуңуз, мисалы, булгануу жарым-жартылай блокировкага алып келет, же бул учурда Жылуулук алмаштыргыч астында. Субраманям бул көйгөйдүн жаңы эмес экенине көңүл бурат: «Байыркы тамак бышыруучу идиштерде мындай топтоо бар», - деди ал. "Бизде азырынча жакшы чечим жок." Ал өнөр жайлык масштабда далилдене элек болсо да, MIT командасы тарабынан иштелип чыккан жаңы ыкма масштабдын пайда болуу ылдамдыгына олуттуу таасирин тийгизиши мүмкүн жана көп учурларда ага толугу менен тоскоол болушу мүмкүн. Алардын ыкмасы жөнөкөй угулат: бетти эффективдүү нанотекстуралоо жана пайда болгон текстураны майлоочу май менен толтуруу. Текстура негизинен өндүрүлгөн бүдүрчөлөрдүн жана оюктардын өлчөмүнө жараша болот; так формасы маанилүү эмес окшойт. Ошондуктан, бул текстураны түзүү үчүн ар кандай ыкмаларды колдонсо болот, анын ичинде бетине текстураланган жабууну колдонуу же аны ордуна химиялык оюу. Окумуштуулар ошондой эле масштабда пайда болгон энергетикалык тоскоолдукту гана көбөйтпөстөн, текстураланган катуу заттарга жайылып, бетти "жылмакай" кылып, масштабдын пайда болушу үчүн колдонула турган нуклеацияны азайтуучу ылайыктуу майлоочу материалды тандоо процессин сүрөттөштү. Сайт. Масштабдын пайда болушуна жол бербөө же азайтуу боюнча мурунку аракеттер, адатта, минералдардын ага байланышына жол бербөө үчүн бетине каптоо (мисалы, тефлон) кошууну камтыйт. Варанаси түшүндүргөндөй, бул ыкманын көйгөйү бул жабуулар эскирип, жабышпаган куурулган табалардагы жабуулар көбүнчө колдонуу менен бузулат. Анын айтымында, каптамада кичинекей тешик бар болсо да, ал шкала пайда боло турган жерди камсыздайт. Жаңы ыкманы колдонуу менен, нанотекстура бетинде пайда болгондон кийин, бетине май же башка майлоочу суюктук колдонулат. Варанаси кичинекей нано масштабдагы оюктар бул суюктукту кармап, капиллярдык аракет аркылуу аны бекем кармап турганын айтты. Катуу жабышпаган жабуулардан айырмаланып, суюктук ар кандай боштуктарды толтуруу үчүн агып, беттик текстурага жайылып, кээ бирлери жууп кетсе, үзгүлтүксүз толукталышы мүмкүн. "Механикалык зыян болсо да, майлоочу май ошол бетке кайтып келиши мүмкүн" деди Субраманям. "Ал жылмакайлыгын узак убакытка сактай алат." Бул майлоочу катмар өтө жука болгондуктан, калыңдыгы бир нече жүз нанометрге гана жетет, ал бетти ондогон жылдар бою коргоо үчүн аз гана өлчөмдөгү майлоочу каражатты талап кылат. Варанасинин айтымында, түтүктүн бир бөлүгүндө курулган резервуар жабдуулардын иштөө мөөнөтү бою майлоону камсыздай алат. Мунай түтүктөрүндө, "майлоочу май мурунтан эле бар", беттик текстура менен алынган мунай куурдун бетин коргой алат. Фрайбург университетинин Интерфейс химиясы жана физикасы лабораториясынын башчысы Юрген Рюэ изилдөөгө катышкан жок жана бул "өтө маанилүү ачылыштарды жана маанилүү илимий жетишкендиктерди" билдирет. Ал команданын масштабдын пайда болушун азайтуу ыкмасын "жаңы жана чыгармачыл" деп атады жана "ал суу ысытылган жана буу пайда болгон бардык аймактарга потенциалдуу таасирин тийгизиши мүмкүн" деди. Изилдөөчүлөр белгилүү бир колдонуу үчүн эң жакшысын аныктоо үчүн лабораториялык тестирлөөдөн кийин майлоочу жана текстуралоо ыкмаларынан кийин система үч жылдын ичинде коммерциялык колдонууга даяр болоорун айтышты. Бул иш MIT Energy Initiative тарабынан колдоого алынган.
Посттун убактысы: 2021-жылдын 8-декабрына чейин
