Графеновые покрытия вступают в контакт с испарением воды

Coatings Today
19.07.2018 314

Согласно новому исследованию, графеновые покрытия способны обеспечить возможность контролировать процесс испарения воды с различных поверхностей. В исследовании, проведенном командой из Китайской академии наук и Центра совместной инновационной деятельности квантовой материи в Пекине, Китай, изучалось взаимодействие молекул воды с различными поверхностями, покрытыми графеном.

«Испарение капель воды является повсеместным и сложным явлением и играет ключевую роль в природе и промышленности», – сказал ведущий автор работы Юнфэн Хуан из Китайской академии наук. «Понимание его механизма на уровне атомов и рациональное регулирование интенсивности парообразования важны для таких областей  применения, как теплопередача и контроль температуры тела, но это остается задачей повышенной сложности».

Эксперименты, проведённые командой, показали, что графеновое покрытие контролирует испарение воды, подавляя скорость испарения на гидрофильных поверхностях и ускоряя испарение на гидрофобных. «Что еще более важно, мы обнаружили, что графен является «прозрачным» для испарения», – сказал Хуан. «Когда гидрофильная поверхность покрыта графеном, линия соприкосновения капель воды резко сокращается или удлиняется из-за регулировки в краевых углах смачивания поверхности, что приводит к изменениям скорости испарения».

Исследователи хотели понять «прозрачность» в испарении в графеновой среде и выявить его основопологающую структуру в атомном масштабе. Для этого они провели молекулярно-динамическое моделирование испарения капель воды на поверхностях с и без графенового покрытия. Это позволило им впервые идентифицировать механизм в атомном масштабе процессов испарения, в зависимости от подложки. Механизм, как оказалось, включал молекулу воды, образующую состояние первичной частицы на линии соприкосновения до испарения.

 «Дальнейший анализ показал, что плотность воды в переходных состояниях испарения наибольшая на линии контакта, затем уменьшается экспоненциально по мере того, как она уходит от подложки», – объяснил Хуан. Десорбция воды на контактной линии доминирует в процессе испарения капель. Поскольку графен не изменяет энергию связи одной молекулы воды, он оказывает незначительное влияние на испарение на линию контакта.

Исследователи уверены, что их результаты являются важным открытием в области испарения в графеновой среде, а также указывают на новые способы рационального управления процессом испарения для практических применений в области теплопередачи, печати и смежных областях.

«Используя эксперименты, дополненные молекулярными динамическими симуляторами, д-р Хуан и его сотрудники обеспечили отличное представление молекулярных механизмов, регулирующих испарение капель воды на часто используемых в технологических процессах подложках, покрытых графеном», – высказал своё экспертное мнение Джеймс Спритлс из Уорикского университета, Великобритания, который не участвовал в исследовании. «Их исследования показывают, что способность к смачиванию несет исключительную ответственность за изменения скорости испарения, одновременно открывая несколько интересных тем для будущих исследований, таких как, например, каким образом молекулярные эффекты (прекурсорные нанопленки и тепловые флуктуации) могут быть включены в макроскопическое моделирование».

Связаться с нами

Готово, ваша заявка успешно отправлена.
Ошибка, попробуйте обновить страницу и попробовать снова.

Вам будет интересно

Полипропилен и полиэтилен высокой плотности функционализируют углеродными нанотрубками
Полипропилен и полиэтилен высокой плотности функционализируют углеродными нанотрубками
Используя нанотрубки, полипропилен, полиэтилен высокой плотности и 3D-печать, ученые разрабатывают композиционный материал с энергопоглощение лучше,…
Coatings Today
28.02.2021
407
Кузов из композиционных материалов, армированных натуральными волокнами
Кузов из композиционных материалов, армированных натуральными волокнами
Модель Cayman 718 GT4 CS с кузовом, полностью выполненным из композиционных материалов, армированных натуральным волокном,…
Coatings Today
28.10.2020
500
Axalta и Yamaha Factory Racing MotoGP продлевают сотрудничество в сезоне 2021 года
Axalta и Yamaha Factory Racing MotoGP продлевают сотрудничество в сезоне 2021 года
19 апреля 2021 г.  – Компания Axalta (NYSE: AXTA), ведущий мировой производитель жидких и порошковых…
Coatings Today
21.04.2021
203
EPi разрабатывает недорогое коррозионностойкое масло
EPi разрабатывает недорогое коррозионностойкое масло
Новый продукт E-Tec 509 от компании EPi (Нью-Берлин, штат Висконсин) военного назначения действует как масло,…
Coatings Today
08.10.2020
296
Cамая высокая статуя в мире — теперь в Индии
Cамая высокая статуя в мире — теперь в Индии
В индийском штате Гуджарат состоялось открытие памятника государственному деятелю Сардару Валабхаи Пателю. Высота статуи составляет…
Coatings Today
02.11.2018
526
Дни промышленности и инноваций пройдут в Санкт-Петербурге  – уже завтра!
Дни промышленности и инноваций пройдут в Санкт-Петербурге – уже завтра!
28–30 ноября в конгресcно-выставочном центре Экспофорум пройдут Дни промышленности и инноваций. На объединенной площадке состоится…
Coatings Today
27.11.2018
380
Исследователи изучают потенциал композиционных материалов из волокон шелка
Исследователи изучают потенциал композиционных материалов из волокон шелка
Ученый из Университета Хьюстон-Клиэр Лейк работает над производством композиционных материалов из натурального шелка с повышенной…
Coatings Today
08.04.2019
397
Мост в гигантских руках
Мост в гигантских руках
Туристы в горах Дананг Вьетнама будут совершенно потрясены, увидев новый Золотой мост – конструкцию, представляющую…
Coatings Today
30.07.2018
343
Новая система погрузки и разгрузки бочек
Новая система погрузки и разгрузки бочек
Производитель погрузочно-разгрузочного и транспортного оборудования Liftomatic представил новую четырехколесную ручную тележку. Модель 10HT-4W – это…
Coatings Today
04.09.2018
428