Ученые нашли способ улучшать пожаротушение, изменяя свойства эмульсий
Способ изменять заряд наночастиц на границе раздела двух жидкостей для создания стабильных эмульсионных систем разработали исследователи из Техасского университета A&M, США. Об этом 25 марта рассказали на сайте новостей науки EurekAlert со ссылкой на пресс-службу университета.
Возможность изменять заряд наночастиц на границе раздела двух жидкостей может быть использована для различных применений, в том числе для более продолжительной операции пожаротушения или контролируемого высвобождения некоторых лекарств изменением молекулярной диффузии через границу раздела жидкость-жидкость.
Доцент кафедры химического машиностроения университета доктор Циншэн Ван рассказал: «Основываясь на этой идее, мы предложили концепцию, согласно которой это будет материал, чувствительный к pH. Если мы изменим значение pH, мы сможем контролировать молекулярную диффузию».
Эмульсия — это смесь двух или более несовместимых и несмешиваемых жидкостей, например масла и воды. Она может быть стабилизирована за счет взаимодействия твердых частиц (эмульсия Пикеринга) на границе раздела жидкость-жидкость.
Исследователи в качестве таких твердых частиц использовали графеновые квантовые точки (GQD) — полупроводниковые нанокристаллы графена размером 1–5 нм, которые содержат равное количество как положительных, так и отрицательных зарядов (цвиттер-ионы), оставаясь при этом электронно нейтральными. После того как такие наночастицы добавлены к границе раздела жидкостей, они разделяют их, делая одну сторону границы гидрофобной, а другую гидрофильной.
Регулируя значения pH, эти GQD можно точно настроить как для блокировки, так и для разблокирования границы раздела масло-вода. В том числе для создания более стабильной эмульсионной системы.
«Это поможет нам разработать хорошую систему высокоэффективного пожаротушения. Кроме того, поскольку мы можем контролировать выброс, это может оказаться перспективным для доставки лекарств или повышения нефтеотдачи», — рассказал Ван.
