纳米技术在制冷空调领域中应用研究进展

steve.li

　　什么是纳米材料

　　空调在制造的出现的一种新的材料，叫做纳米材料。那么什么叫做纳米材料呢?纳米材料在制冷领域有和用途呢?接下来我们一起来揭开它神秘的面纱纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由纳米作为基本单元构成的材料。根据形态的不同，可将纳米材料分为纳米粉体、纳米纤维(一维)、纳米薄膜(二维)、纳米块体(三维)、纳米复合材料、纳米结构等。纳米材料不仅仅包括纳米微粒及其形成的纳米块体、纳米薄膜，其含义还包括纳米组装体系，该体系除了包含纳米微粒实体的组元，还包括支撑它们的具有纳米尺度的空间的基体。纳米材料以其奇特的性能被誉为跨世纪的新材料，具有广阔的应用前景。
" B8 w' c+ e" m; I) O( o: \& b
　　纳米材料的发展趋势主要表现在：通过在纳米微粒的表面做异性物质及表面修饰可以改变物质表面带电状态、表面结构和粗糙度。例如，导电的金属在超微颗粒时可以变成绝缘体等;通过纳米微粒在多孔基体中的分布状态(连续分布还是孤立分布)来控制量子尺寸效应和渗流效应;通过设计纳米丝、管等的阵列体系(包括有序阵列和无序阵列)来获得所需要的各种材料特性。此外，纳米分体还表现出超导电性、介电性能、声学特性以及化学性能等方面的特性。

　　纳米科技与材料应用于制冷领域的最新进展主要有：
% x$ R- {. i; [/ v2 [* S
! _" p% g8 r4 k; E, D　　1、纳米流体：纳米粒子能够显著地增大液体的导热系数(如果在水中添加5vol%的铜纳米粒子，可以使导热系数增加1.5倍)。

" J5 p' B2 L- \3 C# z4 p$ z- K% E　　图1纳米流体

8 W( @5 k3 s# k/ B$ z# v　　2、将纳米微粒添加到制冷系统中运行发现：(1)添加了纳米颗粒的制冷系统蒸发器出口温度降低的速度要明显快于不含纳米介质的制冷系统，且系统达到稳态时的温度要略低;(2)制冷系统吸气压力和排气压力略有降低，吸排气压力的降幅都接近5%。由于吸排气压力各自降低的比例接近，所以采用纳米介质的制冷系统压缩机的吸排气压差要小于不含纳米介质的制冷系统，从而降低了压缩机的功耗;(3)添加纳米介质后，可以改善矿物油与氢氟烃制冷剂的互溶性。

0 c# N. J1 \. j

　　图2 纳米制冷剂
- f' `! p4 j- ]2 J/ |
2 Y8 S: i/ [: N. O　　3、用纳米粒子对空调器换热器外表面做渗透处理，可催化分解空气中的苯、甲醛等有害物质，而且分解率接近100%，从而起到杀菌消毒的效果。
# H$ j) t6 y( C. G7 x$ k  L
7 B5 j0 P- s* e! U* Q3 n　　此外，由于晶粒极细，处于晶界和晶粒内缺陷中心的原子及其本身具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等使纳米材料在润滑与摩擦学方面具有特殊的降摩减摩和高复合能力。纳米物质在摩擦表面以纳米颗粒或纳米膜的形式存在，具有良好的润滑性能和减摩性能，在润滑中添加纳米材料制成的润滑剂可以显著地提高润滑性能和承载性能，提高产品的质量，特别适用于苛刻条件的润滑场合。