بررسی وابستگی هدایت گرمایی نانوسیالات حاوی نانولوله های کربنی به ساختار نانولایه

مشخص شده است که هدایت گرمایی سیال?های متداول مانند آب و اتیلن گلیکول با افزودن ذرات جامد در اندازه?های نانومتری به این سیال?ها، افزایش می?یابد. از جملهی مواد نانومتری برای ساخت نانوسیالات، میتوان به نانولولههای کربنی اشاره کرد. نانولوله های کربنی به علت ساختار منحصربهفرد و هدایت گرمایی ذاتی بسیار بالای خود، توجه زیادی را به خود جلب کردهاند. برای توضیح غیرعادی افزایش هدایت گرمایی در نانوسیال?ها مکانیسم?های احتمالی مختلفی پیشنهاد شده است که از مهم?ترین آن?ها می?توان به تشکیل ساختار لایه?ای مولکول?های سیال پایه اطراف نانوذرات اشاره کرد. در پژوهش?هایی که تاکنون درباره تأثیر نانولایه?ی اطراف نانومواد انجام شده است، فرض شده است که این لایه کاملاً همگن است. اما نتایج مکانیک آماری برای توزیع چگالی مولکول?های سیال پیرامون نانوذرات ویژگی ناهمگن بودن را نشان می?دهد. به عبارت دیگر، ساختار اطراف نانوذرات به?صورت لایه مانند است. بر همین اساس مطالعات اخیر روی هدایت گرمایی نانوسیال، وجود یک رابطه ی خطی بین میزان جذب کل مولکول های سیال اطراف نانو ذره?های کروی و افزایش ضریب انتقال حرارت نانو سیال را نشان داده?اند. هدف اصلی این پژوهش بررسی نقش ساختار لایه?ای و ناهمگن اطراف نانولوله?های کربنی استوانه?ای شکل در افزایش هدایت گرمایی نانوسیال است. به این منظور از نظریه?ی تابعی چگالی برای محاسبه دقیق چگالی سیال اطراف نانولوله?های کربنی استفاده شده است. در این پژوهش از مدل پتانسیل بین مولکولی لنارد-جونز برای به?دست آوردن توزیع چگالی مولکول?های سیال پایه اطراف نانولوله?های کربنی استفاده شده و جذب مولکول?های سیال در اطراف نانولوله?های کربنی محاسبه شده است. نتایج ما همبستگی خطی بین تغییرات جذب اضافی کل با افزایش هدایت گرمایی نانوسیال?های مختلف از جمله نانولوله?های کربنی-آب با r^2=0.998 و نانولوله?های کربنی-اتیلن گلیکول با r^2=0.999 را نشان داده?اند.