Siz buni oshxona idishlarida yoki eski suv quvurlarida ko'rgan bo'lishingiz mumkin: qattiq, minerallarga boy suv vaqt o'tishi bilan qoralangan qoldiqlarni qoldiradi. Bu nafaqat quvurlar va uyda pishirish idishlarida, balki neft va tabiiy gazni tashuvchi quvurlar va klapanlarda, elektr stantsiyalarida sovutish suvini tashuvchi quvurlarda ham paydo bo'ladi. Ma'lumki, o'lchov samarasizlik, ishlamay qolish va texnik xizmat ko'rsatish muammolariga olib kelishi mumkin. Neft va gaz sanoatida shkala ba'zan hech bo'lmaganda vaqtinchalik ishlaydigan quduqlarning to'liq yopilishiga olib keladi. Shuning uchun, bu muammoni hal qilish katta foyda keltirishi mumkin. Endi MIT tadqiqotchilari guruhi bu katta, ammo kam ma'lum bo'lgan muammoning potentsial yechimini topishdi. Ular sirtni yangi ishlov berish, jumladan, sirtni nanoteksturalash va keyin moylash suyuqligini qo'llash - shkala hosil bo'lish tezligini kamida o'n baravar kamaytirishi mumkinligini aniqladilar. Bu hafta tadqiqot natijalari Journal of Advanced Materials Interface jurnalida chop etildi. Maqolani aspirant Srinivas Subramanyam, doktorlik dissertanti Jizel Azimi va MITning Mashinasozlik kafedrasi dengizdan foydalanish dotsenti Kripa Varanasi yozgan. "Siz [miqyosni] deyarli hamma joyda ko'rishingiz mumkin", dedi Varanasi. Uyda bu konlar asosan bezovta qiladi, ammo sanoatda ular "hosildorlikning pasayishiga va [ularni] olib tashlash usuli atrof-muhitga zararli bo'lishi mumkin", odatda qattiq kimyoviy moddalardan foydalanishni o'z ichiga oladi. Elektr stantsiyalari va tuzsizlantirish zavodlarida shkala sezilarli samaradorlik yo'qotishlariga olib kelishi mumkin, chunki u termal to'siq vazifasini bajaradi va issiqlik almashtirgichdagi sovutish yoki kondensatsiyaga ta'sir qiladi. Muammo suvda odatda juda ko'p erigan tuzlar va minerallar bo'lganligi sababli yuzaga keladi. Suvning bu moddalarni eritish qobiliyati eruvchanligiga bog'liq, shuning uchun agar suv sovib qolsa yoki bug'lansa, eritma haddan tashqari to'yingan bo'lishi mumkin: u erigan moddalarni o'z ichiga oladi, shuning uchun ba'zi moddalar cho'kma boshlaydi. Issiq va nam havo sovuqroq yuzaga duch kelganda to'satdan sovib ketganda, xuddi shu printsip bo'lgan sovuq oynada tuman paydo bo'lishiga olib keladi. Aksariyat hollarda muhandislar bu muammoni tizimni ortiqcha loyihalash orqali hal qilishadi, dedi Varanasi: Zarur bo'lgandan ko'ra ancha kattaroq quvurdan foydalaning, masalan, ifloslanish qisman blokirovkaga olib kelishi yoki kattaroq sirt maydoniga olib kelishi kutilmoqda, bu holda issiqlik almashtirgich ostida. Subramanyam bu muammo yangi emasligini ta'kidlaydi: "Qadimgi pishirish idishlarida bunday to'planish mavjud", dedi u. "Bizda hali yaxshi yechim yo'q." Sanoat miqyosida hali isbotlanmagan bo'lsa-da, MIT jamoasi tomonidan ishlab chiqilgan yangi usul masshtabni shakllantirish tezligiga sezilarli ta'sir ko'rsatishi va ko'p hollarda uni butunlay oldini olishi mumkin. Ularning usuli oddiy ko'rinadi: sirtni samarali nanotexturatsiya qilish va hosil bo'lgan teksturani moylash vositasi bilan to'ldirish. To'qimalar, asosan, ishlab chiqarilgan zarbalar va oluklar hajmiga bog'liq; aniq shakl muhim emasga o'xshaydi. Shuning uchun, bu teksturani yaratish uchun turli xil usullardan foydalanish mumkin, shu jumladan sirtga teksturali qoplamani qo'llash yoki uni joyida kimyoviy qirqish. Tadqiqotchilar, shuningdek, mos moyni tanlash jarayonini tasvirlab berishdi, bu nafaqat shkala bilan hosil bo'lgan energiya to'sig'ini oshiradi, balki teksturali qattiq moddalarga tarqaladi, sirtni "silliq" qiladi va shkala hosil bo'lishi uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan yadrolanishni kamaytiradi. Sayt. O'lchov shakllanishining oldini olish yoki kamaytirish bo'yicha oldingi urinishlar, odatda, minerallarning unga bog'lanishiga yo'l qo'ymaslik uchun sirtga qoplama (masalan, Teflon) qo'shishni o'z ichiga oladi. Varanasining tushuntirishicha, bu usul bilan bog'liq muammo shundaki, bu qoplamalar eskiradi, xuddi yopishmaydigan qovurilgan idishdagi qoplamalar ko'pincha foydalanish bilan yomonlashadi. Uning so'zlariga ko'ra, qoplamada kichik teshik bo'lsa ham, u shkala hosil bo'la boshlash uchun joy beradi. Yangi usul yordamida sirtda nano-tekstura hosil bo'lgach, sirtga moy yoki boshqa moylash suyuqligi qo'llaniladi. Varanasining so'zlariga ko'ra, mayda nano-miqyosdagi oluklar bu suyuqlikni ushlab, kapillyar ta'sir orqali mahkam ushlab turadi. Qattiq yopishmaydigan qoplamalardan farqli o'laroq, suyuqlik har qanday bo'shliqlarni to'ldirish uchun oqishi mumkin, sirt to'qimalariga tarqaladi va ba'zilari yuvilsa, uni doimiy ravishda to'ldirish mumkin. "Mexanik shikastlanish bo'lsa ham, moylash materiallari o'sha yuzaga qaytishi mumkin", dedi Subramanyam. "U uzoq vaqt davomida silliqligini saqlab qolishi mumkin." Ushbu moylash qatlami juda nozik bo'lgani uchun - atigi bir necha yuz nanometr qalinlikda - sirtni o'nlab yillar davomida himoya qilish uchun ozgina miqdorda moylash kerak. Varanasining aytishicha, quvur liniyasining bir qismida qurilgan suv ombori uskunaning ishlash muddati davomida moylash imkonini beradi. Neft quvurlari bo'lsa, "moylash allaqachon mavjud", sirt teksturasi tomonidan qo'lga kiritilgan moy quvur liniyasi yuzasini himoya qilishi mumkin. Frayburg universitetining Interfeys kimyosi va fizikasi laboratoriyasi rahbari Yurgen Ryue tadqiqotda ishtirok etmadi va bu "juda muhim kashfiyotlar va muhim ilmiy yutuqlar" ekanligini aytdi. U jamoaning masshtab shakllanishini kamaytirish usulini "yangi va ijodiy" deb atadi va "bu suv isitiladigan va bug 'hosil bo'ladigan barcha hududlarga potentsial ta'sir ko'rsatishi mumkin" dedi. Tadqiqotchilar ma'lum bir dastur uchun eng yaxshisini aniqlash uchun keyingi laboratoriya sinovlaridan so'ng, moylash va tekstura usullaridan so'ng, tizim atigi uch yil ichida tijorat maqsadlarida foydalanishga tayyor bo'lishi mumkinligini aytdi. Ushbu ish MIT Energy Initiative tomonidan qo'llab-quvvatlandi.
Etkazib berish vaqti: 08-dekabr 2021-yil
