Для создания нового гидрофильного композита с повышенной теплопроводностью российским ученым было достаточно «обернуть» парафин тончайшей органической полимерной пленкой, а затем наслоить на получившуюся капсулу тонким слоем оксид цинка. Это вещество можно смешать с водой, и оно отлично передает тепло. Поэтому ожидаемо, что оно будет востребовано во многих промышленных отраслях и строительстве, а особенно при производстве кондиционеров. Исследование получило грант Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда, а научный журнал Advanced Materials Interfaces опубликовал статью о нем на своих страницах.
Материал с фазовым переходом обладает способностью аккумулировать, а затем отдавать значительные порции тепловой в процессе трансформации веществ из одной фазы в другую, обычно это касается превращения из твердого в жидкое, и обратно. Это могут быть неорганические (металлы, гидраты солей) или органические вещества. Наиболее показательны из последних парафины: плавятся при низких температурах, конструкционно при изменении агрегатного состояния не разрушаются.
Минусом является необходимость заключения данных веществ в герметичные и надежные контейнеры, в противном случае вероятна их утечка в жидком состоянии. Вторым недостатком считается невысокая теплопроводность. Во избежание этого используются специально создаваемые для этого капсулы. Данный прием дает возможность обогащать парафинами различные конструкции на стройках, теплоносители и ткани. При таком подходе становится реальным сохранение материала в порошковом состоянии даже когда он расплавлен. Материал защитных капсул так же варьирует по своему химическому строению, он может быть как неорганическим, так и органическим. Первый тип, это обычно оксид титана либо кремния, гарантирует высокую теплопроводность и одновременно умеренную горючесть. К сожалению, данный тип материалов не дает полной герметизации парафинового ядра. Ко второму типу относят полимеры. Они способны обеспечить оптимальную герметизацию, но, увы, при этом теряется качество теплопроводности и повышается горючесть.
Ученым из ИОНХ РАН и их израильским и сингапурским коллегам удалось соединить воедино достоинства неорганических и органических капсул. Равномерное тонкопленочное нанесения оксида цинка на парафиновые гранулы с последующим «оборачиванием» капсулы органическим меламинформальдегидным полимером полностью решило проблему.
Как говорит российский автор исследования Александр Медведев, инновационный пероксидный способ генерации пленки оксида цинка в низкотемпературных условиях помог им добиться оптимизации характеристик веществ с фазовым переходом.
На практике методика выглядит как равномерное распределение молекул пероксида цинка по всей площади капсул, которое обеспечивается созданием прочных водородных связей с оболочкой из полимера. На следующем этапе материал обрабатывают сульфитом натрия, что приводит к восстановлению пероксида и образованию кристаллов оксида цинка снаружи капсул. Данное вещество выгодно отличается от оксида, оно может образовывать кристаллы в растворе в обычных условиях. Уникальность данного метода заключается в его дешевизне и относительной нетребовательности в плане используемого оборудования. В то же время структура покрытия остается чрезвычайно качественной, все физические характеристики, самой важной из которых является, конечно же, теплопроводность, остаются на высоком уровне.
Гарантия
Сервис
Подбор
Госзакупки
