سید رضا نبوی

مواد تغییر فاز دهنده به دلیل گرمای نهان بسیار بالا، قابلیت ذخیره و آزادسازی مقدار زیادی انرژی حرارتی، حین تغییر فاز را دارند. در این میان نانوامولسیون‌های مواد تغییر فاز دهنده به دلیل خواص انتقال حرارتی مناسب از جمله ظرفیت ذخیره‌سازی بالای انرژی، پاسخ حرارتی سریع، پایداری مناسب و قابلت ادغام آسان با سیستم‌های مدیریت حرارتی موجود، بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. در این پژوهش، نانوامولسیون‌های پارافین تجاری RT42 با استفاده از پایدارکننده آنیونی سدیم دودسیل سولفات، با استفاده از روش فراصوت تهیه شدند. هدف اصلی این تحقیق بررسی تاثیر پارامترهای فرمولاسیون و فرایندی به ویژه کسر حجمی فاز پراکنده و اندازه قطرات آن بر خصوصیات فیزیکی- حرارتی، رفتار رئولوژی و پایداری نانوامولسیون‌‌ها است. مطابق نتایج در اثر افزایش کسر حجمی فاز پراکنده از 10 به 45 درصد و در نتیجه آن افزایش اندازه قطرات از 110 به 164 نانومتر، سوپرکولینگ از °C 79/12 به °C 68/8 کاهش یافت. با افزودن نانوذرات Fe3O4 به عنوان عامل هسته‌زا با غلظت 4 درصد، سوپرکولینگ از °C 10 به °C 18/8 کاهش پیدا کرد. پس از یک دوره ذخیره‌سازی یکساله تمامی نمونه‌های نانوامولسیونی پایداری مناسبی از خود نشان دادند. علاوه بر آن پایداری حرارتی نمونه‌ها نیز تحت 50 چرخه ذوب و انجماد مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به مطالعات رئولوژی، در کسر حجمی‌های ≥30 درصد، نانوامولسیون‌های مایع به دلیل جاذبه دپلیشن ناشی از مایسل‌های SDS در فاز پیوسته به ژل‌های ویسکوالاستیک تبدیل شدند. همچنین، ویسکوزیته ظاهری و مدول‌های ذخیره و اتلاف نانو ژل‌های حاصل شده، با کسر حجمی فاز پراکنده افزایش یافتند. با هدف دستیابی به درک بهتر از مکانیزم ژل شدن، انواع برهمکنش‌های جاذبه و دافعه بین قطرات مورد بررسی قرار گرفته است. یافته‌های این مطالعه برای درک بهتر عوامل کنترل‌ کننده و توسعه بیشتر نانوامولسیون‌های ویسکوالاستیک در طیف وسیعی از کاربردها مفید است.