Figura 2: Nanofluidi contenenti Nano-Tubi di Carbonio (CNT) con e senza surfattanti.<\/em><\/p>\nUno dei principali problemi legati ai nanofluidi \u00e8 la stabilit\u00e0 della sospensione delle nanoparticelle.\u00a0L\u2019agglomerazione delle nanoparticelle comporta dei depositi e l\u2019otturazione dei microcanali e fa diminuire la\u00a0conducibilit\u00e0 termica dei nanofluidi. Una soluzione economica per migliorare la stabilit\u00e0 delle soluzioni di
\nnanofluidi \u00e8 rappresentata dall\u2019uso dei surfattanti. Questi surfattanti sono agenti chimici di vario genere,\u00a0come gruppi polari idrofilici, di solito impiegati per aumentare il contatto fra i due materiali, cio\u00e8 la loro\u00a0bagnabilit\u00e0. La scelta del giusto surfattante per un dato nanofluido ha un ruolo chiave nel suo impiego. La
\nfigura 2 riporta un esempio degli effetti dell\u2019uso del giusto surfattante sul deposito delle nanoparticelle.<\/p>\n
Anche se negli ultimi dieci anni la ricerca sui nanofluidi ha visto una grande quantit\u00e0 di lavori sperimentali,\u00a0essa \u00e8 ancora in una fase iniziale e ci sono molti argomenti aperti, tra i quali: lo scarso accordo fra i\u00a0risultati sperimentali ottenuti in differenti laboratori e la mancanza di una conoscenza teorica sui
\nmeccanismi responsabili dei cambiamenti delle propriet\u00e0 nei nanofluidi.<\/p>\n
Ci sono, infatti, molte importanti variabili e problemi legati alla produzione e all\u2019uso dei nanofluidi, che\u00a0possono avere delle responsabilit\u00e0 sulle differenze riportate dai dati sperimentali. Tipo di nanoparticella,\u00a0grandezza, forma e distribuzione sono propriet\u00e0 importanti ma non facilmente misurabili e, molte volte,
\nnon ben definite o non riportate nelle pubblicazioni. Il tipo di fluido base utilizzato, il metodo di produzione\u00a0del nanofluido, l\u2019uso dei surfattanti e degli stabilizzanti, e dei correttori di PH, ecc. sono altre fondamentali\u00a0informazioni.<\/p>\n
Due campioni di nanofluido con tutti i parametri uguali ma differenti quantit\u00e0 e tipo di surfattanti e\/o\u00a0correttori di pH utilizzati, possono esibire differenti propriet\u00e0 termofisiche e termo-fluido-dinamiche. Questi\u00a0e altri fattori non conosciuti possono spiegare i risultati anomali e differenti ottenuti dai diversi ricercatori.<\/p>\n
Da quando \u00e8 stato concepito il concetto di nanofluido, poco pi\u00f9 di dieci anni fa, i potenziali dei nanofluidi\u00a0nelle applicazioni dello scambio termico hanno attratto sempre di pi\u00f9 l\u2019attenzione degli studiosi. Nanofluidi\u00a0con Al2O3 e con nanoparticelle di Cu, CNT, mostrano di aumentare la conduttivit\u00e0 termica dei fluidi base
\nrendendoli interessanti soluzioni nel controllo termico di diversi sistemi.<\/p>\n
Guardando alle possibili applicazioni dei nanofluidi, si apre un vasto ventaglio di possibilit\u00e0: trasporto\u00a0(raffreddamento dei motori\/controllo termico dei veicoli), raffreddamento di componenti elettronici, difesa\u00a0e spazio, raffreddamento di impianti nucleari, scambiatori di calore, biomedicine e altre applicazioni
\nbiomedicali, tubi di calore, celle a combustibile, riscaldamento solare, chillers, refrigeratori domestici,\u00a0perforazione, lubrificazione, accumulo termico e molte altre.<\/p>\n
Solo per dare alcuni esempi delle possibili applicazioni: i nanofluidi hanno dei grandi potenziali nel settore\u00a0dei trasporti, per migliorare il raffreddamento dei motori di grossa cilindrata aumentandone l\u2019efficienza,\u00a0diminuendone il peso e riducendo la complessit\u00e0 dei sistemi di controllo termico. Secondo diversi studi
\nscientifici, l\u2019applicazione dei nanofluidi in diversi sistemi di raffreddamento industriale porter\u00e0 a grandi\u00a0risparmi e riduzioni delle emissioni. Per l\u2019industria americana, la sostituzione dei sistemi di raffreddamento\u00a0e riscaldamento ad acqua con quelli a nanofluidi offre un potenziale risparmio di 1 milione di milioni di Btu\u00a0di energia.<\/p>\n
Dato che i nanofluidi mostrano anche delle interessanti propriet\u00e0 durante lo scambio termico bifase,\u00a0possono venire impiegati anche negli impianti nucleari. Il MIT (Massachusetts Institute of Technology) ha\u00a0istituito il centro interdisciplinare di ricerca sui nanofluidi per applicazioni nucleari; l\u2019uso dei nanofluidi che
\npresentano un flusso critico almeno il 32% superiore a quello del fluido base, potrebbe portare ad un\u00a0incremento di circa il 20% della capacit\u00e0 di un impianto esistente senza nessun cambiamento delle\u00a0caratteristiche tecniche del reattore e senza ridurre i requisiti di sicurezza sul flusso termico critico.<\/p>\n
Inoltre, i fluidi magnetici sono degli speciali nanofluidi che si servono delle propriet\u00e0 magnetiche delle\u00a0particelle disperse nel fluido base. Questi particolari nanofluidi possono essere utilizzati nelle tenute rotanti\u00a0che lavorino senza manutenzione e con bassissime perdite in un grande campo di condizioni operative.
\nInfine, alcuni tipi speciali di nanoparticelle presentano delle particolari propriet\u00e0 antibatteriche o di rilascio\u00a0di medicine, questo fa si che alcuni nanofluidi che le contengono possono mostrare delle interessantissime\u00a0propriet\u00e0 biomedicali.<\/p>\n
Dopo questa breve descrizione dei nanofluidi, possiamo concludere che questa nuova classe di fluidi\u00a0mostra delle enormi potenzialit\u00e0 e un grande ventaglio di possibili applicazioni, ma devono essere risolti\u00a0molti problemi prima che i nanofluidi possano essere utilizzati come fluidi operativi.
\nBibliografia<\/em><\/p>\n\n- Das S.K., Choi S.U.S., Yu W., Pradeep T., 2008, Nanofluids \u2013 science and technology, Ed. John Wiley and Sons, Hoboken, New Jersey, USA.<\/em><\/li>\n
- Choi S.U.S., 2008, Nanofluids: A New Field of Scientific Research and Innovative Applications, Heat Transfer Engineering, 29(5):429\u2013431.<\/em><\/li>\n<\/ul>\n
Argomenti correlati<\/em><\/p>\n\n- Materiali in cambiamento di fase per applicazioni dello scambio termico.<\/em><\/li>\n<\/ul>\n\n
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