استفاده از نانوذرات مس به منظور افزایش انتقال حرارت در سیال در دانشگاه صنعتی اصفهان

عمده فعالیت‌ فناوری‌های بزرگ مقیاس برای رفع این مشکل، تغییر در طراحی تجهیزات (مانند نصب پره، وصل میدان مغناطیسی به سیستم و یا تحت لرزش قرار دادن سیستم) بوده است.

در سال ۱۹۹۵ استوان چویی، دانشمند آمریکایی، به منظور افزایش انتقال حرارت، پیشنهاد افزودن نانوذرات را به سیال خنک کننده داد. این اقدام پیش از این با میکروذرات انجام شده بود اما به دلیل ته‌نشینی ذرات و ایجاد گرفتگی و سایش در دستگاه‌ها بی‌نتیجه ماند.

دکتر سعید زینالی هریس، عضو هیئت علمی دانشگاه فردوسی مشهد از جمله نخستین پژوهشگرانی است که در این زمینه تحقیق کرده است. وی در خصوص این طرح می‌گوید: “اضافه کردن نانومواد به آب یا هر حلال مناسب دیگر، ضریب انتقال حرارت را در بعضی اوقات تا ۱۶۰ درصد افزایش می‌دهد. برتری نانومواد نسبت به میکرومواد در پایدار بودن سوسپاسیون تشکیل شده است. اگر برای ایجاد سوسپانسیون از روش مافوق صوت استفاده شود و یا سیستم مجهز به همزن‌هایی با دور بالا باشد، سوسپانسیون تشکیل شده ۲ ماه بدون ته‌نشینی در حالت پایدار خواهد ماند”.

مجری این طرح در تشریح جزئیات کار خود توضیح داد: “ما در یک سیستم انتقال حرارت با دمای ثابت نانوذرات مس، اکسید آلومینیوم و اکسید مس را به آب مقطر اضافه نمودیم. مشاهدات ارتقاء راندمان انتقال حرارت تا ۶۰% درصد را نشان می‌داد”.

وی نبود تجهیزات مناسب برای اندازه‌گیری خواص نانوذرات را از عمده مشکلات پیش روی خود دانست و بیان کرد: “ما در بسیاری از موارد برای دستیابی به خواص نانوذرات ناچاراً به آخرین فرمول‌های بدست آمده رجوع می‌کردیم.”

دکتر زینالی با تکیه بر پتانسیل بسیار بالای کاربردی بودن این پژوهش و تاثیرگذاری اقتصادی آن در صنایعی همچون پتروشیمی، نیروگاه‌ها، صنایع غذایی، صنعت خودروسازی و …، خواستار حمایت و همکاری صنایع مرتبط شدند.

این پژوهشگر با بیان این مطلب که ارائه مقالات بین‌المللی تنها یک پارامتر برای سنجش سطح علمی در کشور است عنوان نمود، اگر تدابیری صورت گیرد که تجهیزات عملی به منظور تست نتیجه کار پژوهشگران در اختیار آنها قرار گیرد، قطعاً این پژوهش‌ها گامی استوار در جهت ارتقاء صنعت کشور می‌باشند. وی در پایان از حمایت‌های مالی ستاد ویژه توسعه فناوری نانو تشکر نمود.

این پژوهش با راهنمایی ‌دکتر نصر و دکتر اعتماد (دانشگاه صنعتی اصفهان) و همکاری دکتر سید حسین نوعی باغبان (رئیس دانشکده فنی دانشگاه فردوسی مشهد) و دکتر محب، انجام شده و جزئیات آن در مجله‌ی Enhanced Heat Transfer (جلد ۴، شماره ۱۳، سال ۲۰۰۶) انتشار یافته است.