گرافن، کلید کنترل تبخیر آب

محققان آکادمی علوم چین با همکاری مرکز نوآوری مواد گوانتومی (پکن)، تعامل های میان مولکول های آب با سطوح پوشش داده شده با گرافن را مورد مطالعه قرار دادند.

آزمایش های صورت گرفته نشان داد که یک پوشش گرافنی، قادر به کنترل تبخیر آب از طریق توقف میزان تبخیر روی سطوح آب دوست یا هیدورفیلیک (hydrophilic) و سرعت بخشیدن به تبخیر روی سطوح آب گریز یا هیدروفوبیک (hydrophobic) است.  

دکتر یانگ فنگ هوانگ (Yongfeng Huang) از اکادمی علوم چین و نویسنده ارشد این مطالعه گفت: تبخیر قطره آب، پدیده پیچیده ای بوده و نقش مهمی در طبیعت و صنعت ایفا می کند. درک مکانیسم تبخیر در مقیاس اتمی و کنترل میزان تبخیر،  برای کاربردهایی از جمله انتقال حرارت و کنترل دمای بدن بسیار حائز اهمیت است.

دکتر هوانگ افزود: زمانی که یک سطح آب دوست با گرافن پوشش داده می شود، خط تماس قطره آب، به دلیل تنظیم و اصلاح زاویه های خیس شدن، به طور چشمگیری کوتاه یا کشیده می شود؛ این مسأله منجر به تغییر در میزان تبخیر می شود.  

محققان همچنین برای نخستین بار کشف کردند که مولکول آب، قبل از تبخیر، یک وضعیت پیشرو (و جدید) در خط تماس ایجاد می کند. تجزیه و تحلیل های بیشتر نشان داد که چگالی آب در حالت های گذار (transition states) در خط تماس بسیار زیاد است.  

رطوبت پذیری (wettability)، به تنهایی مسئول تغییرات میزان تبخیر است. نتایج به دست آمده در این مطالعه، مسیر را برای انجام تحقیقات آینده از جمله نحوه گنجاندن اثرات مولکولی (مانند نانوفیلم های پیش ساز و نوسانات حرارتی) در مدلسازی میکروسکوپی هموار می کند.

نتایج این مطالعه در مجله 2-D Materials منتشر شد.

 

منبع: phys.org

No tags for this post.