Графеновые покрытия вступают в контакт с испарением воды

Coatings Today
19.07.2018 253

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

Полуавтоматический, ручной шлифовальный и полировальный станок
Полуавтоматический, ручной шлифовальный и полировальный станок
Полуавтоматический и ручной шлифовальный и полировальный станок EcoMet 30 предназначен для использования в таких областях,…
Coatings Today
07.04.2019
357
Церемонию официального открытия 24-й международной выставки «Химия-2021»
Церемонию официального открытия 24-й международной выставки «Химия-2021»
Приглашаем вас на церемонию официального открытия 24-й международной выставки химической промышленности и науки «Химия-2021», которая…
Coatings Today
26.10.2021
98
«Химия-2022» уже совсем скоро!
«Химия-2022» уже совсем скоро!
Важнейшее выставочно-конгрессное событие для химической отрасли вновь соберет на своей площадке ведущие компании, отраслевые научно-исследовательские…
03.10.2022
59
Дубай запускает проект моста за $107 млн.
Дубай запускает проект моста за $107 млн.
Премьер-министр и вице-президент Объединённых Арабских Эмиратов, и, по совместительству, эмир (правитель) Дубая, Мохаммед ибн Рашид…
Coatings Today
24.05.2018
532
США добавляет н-пропилбромид в список опасных загрязнителей воздуха
США добавляет н-пропилбромид в список опасных загрязнителей воздуха
Агентство по охране окружающей среды США (EPA) создало прецедент и добавляет новое химическое вещество, н-пропилбромид…
03.02.2022
148
Новое сверхгидрофобное фотокаталитическое покрытие
Новое сверхгидрофобное фотокаталитическое покрытие
Недавнее исследование посвящено получению сверхгидрофобного фотокаталитического фторсиликонового/SiO2–TiO2 покрытия и его способности к самоочищению. Результаты экспериментов…
Coatings Today
15.11.2021
83
Новая смола серии SoForm
Новая смола серии SoForm
Новая смола входит в семейство продуктов Thermylene от компании Asahi Kasei — новейших химически связанных…
Coatings Today
27.10.2020
176
Компания Tri-Mer представляет оборудование для контроля загрязнения воздуха
Компания Tri-Mer представляет оборудование для контроля загрязнения воздуха
Ассортимент оборудования для контроля во влажной среде от компании Tri-Mer включает в себя: вентилятор/сепаратор, не…
Coatings Today
27.06.2019
333
БесПЕЧЬность недопустима
БесПЕЧЬность недопустима
В рамках программы ремонта и модернизации оборудования служба главного инженера Арзамасского приборостроительного завода начала сотрудничество…
Coatings Today
31.10.2018
262