محققان با افزودن نانوذرات الماس به روغن‌های معدنی موفق به افزایش کارایی آنها شدند. نتایج نشان داد که این نانوذرات می‌توانند هدایت گرمایی روغن‌ها را تا ۷۰ درصد افزایش دهند.
افزایش هدایت گرمایی روغن‌های معدنی با نانوذرات الماس
تحقیقات اخیر محققان دانشگاه رایس نشان می‌دهد که ترکیب نانوذرات الماس و روغن معدنی می‌تواند ماده‌ای جدید برای انتقال حرارت باشد. این گروه تحقیقاتی نانوذرات ۶ نانومتری الماس را در غلظت‌های بسیار پایین با یک روغن معدنی ترکیب کرده و سپس هدایت گرمایی این نانوسیال را تست کردند. این گروه اثر گرما را روی ویسکوزیته این سیال نیز مورد بررسی قرار دادند. نتایج یافته‌های آنها نشان داد که این نانوسیال عملکرد بهتری نسبت به روغن‌های حاوی ترکیبات سرامیکی اکسیدی، نیتریدی، کاربیدی و همچنین فلزات، نیمه‌هادی‌ها، نانولوله‌های کربنی و دیگر مواد کامپوزیتی دارد. نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای در نشریه Applied Materials and Interfaces به چاپ رسیده است.
سیالات حرارتی برای خارج کردن گرما از قطعات ماشین‌ها و ابزارهای مختلف نظیر تجهیزات سوراخ‌کاری، دستگاه‌های پزشکی، کولرها و سیستم‌های خنک‌کننده، پیل‌های خورشیدی، سیستم‌های انتقال‌دهنده نیرو، پیل‌های سوختی و ابزارهای نانوالکتریک استفاده می‌شود.
سیالات مورد استفاده در هر یک از این دستگاه‌ها باید ویژگی‌های خاص مورد نیاز همان دستگاه را داشته باشند، اما دو ویژگی در تمام این سیالات مشترک است: توانایی انتقال گرما و روان بودن. تصور کنید آب و اتیلن گلیکول بسیار روان هستند اما ضریب انتقال حرارت آنها بسیار کم است. بنابراین باید ترکیباتی پیدا کرد که پارامترهایی نظیر پایداری، ویسکوزیته، بار سطح بوده و متجمع شدن عملکرد آنها را محدود نکند.
محققان از اواخر دهه ۱۹۹۰ به دنبال نانوسیالی کارا بودند که بتواند نیاز صنعت را برآورده سازد. آنها به سراغ نانوذراتی با ابعاد زیر ۱۰۰ نانومتر رفتند که به دلیل کوچک بودن محدودیتی برای سیال ایجاد نکرده و همچنین کارایی آن را افزایش می‌دهد.
نانوالماس‌ها افزودنی‌های بسیار خوبی هستند هر چند که ابعاد کوچکی داشته و مقادیر بسیار کمی از آنها در روغن‌ها استفاده می‌شود اما خواص انتقال حرارتی بسیار خوبی دارند. بلورهای منفرد الماس، هدایت گرمایی ۱۰۰ برابر بیشتر از مس داشته و خاصیت روان‌سازی بالایی دارند.
نتایج یافته‌های این گروه نشان داد که یک دهم درصد وزنی از نانوذرات الماس می‌تواند هدایت گرمایی روغن را در دمای ۳۷۳ درجه کلوین ۷۰ درصد بهبود دهد. همین درصد نانوذرات الماس می‌تواند در دماهای پایین‌تر نظیر ۳۲۳ درجه کلوین نیز می‌تواند هدایت الکتریکی را افزایش دهد اما کارایی آن کمتر است.
