В Сибири группа исследователей, среди которых были специалисты из архитектурно-строительного университета Новосибирска, проанализировала характеристики 60 наножидкостей и установила, что с уменьшением размера наночастиц увеличивается вероятность того, что жидкость станет неньютоновской.
Привычная нам вода — ньютоновская жидкость, вязкость которой почти не зависит от внешних воздействий. Но если в воде густо развести крахмал, то полученная смесь будет неньютоновской жидкостью с необычными свойствами. Можно даже пробежаться по такому раствору не утонув, но стоит лишь остановиться — начнете погружаться. Наножидкость — это любой флюид, содержащий наноразмерные частицы, причем их объемная концентрация невелика и обычно не превышает 10 %.
Как объясняет соавтор работы, главный научный сотрудник НГАСУ, профессор Валерий Рудяк добавление наночастиц в жидкость меняет ее структуру: возрастает плотность молекул флюида около каждой частицы. В результате можно создавать жидкость с контролируемыми свойствами и управлять ими во время ее движения. Это используется, например, в производстве буровых растворов, косметической и парфюмерной промышленности.
«Мы впервые систематически показали на примере шестидесяти разных жидкостей с наночастицами размером от 5 до 150 нанометров, что реология может меняться из-за увеличения концентрации или уменьшения размера частиц. Чем меньше частицы, тем выше вероятность того, что жидкость станет неньютоновской», — говорит Валерий Рудяк.
В качестве базового флюида исследователи брали воду, этиленгликоль и машинные масла. Добавками выступали оксиды, металлы и наноалмазы. Выяснилось, что свойства наножидкости зависят от материала наночастиц. Это совершенно нехарактерно для привычного нам макромира, где действует уравнение Эйнштейна. Оно постулирует, что вязкость дисперсной жидкости — той, в которой содержатся твердые частицы, — не зависит от их материала.
Как пишет издание «Наука в Сибири», сейчас ученые продолжают исследование способов управления свойствами наножидкостей, в частности для создания на их основе хладагента нового типа. Эта работа выполняется совместно с индийскими коллегами.
