سرد کردن و گرم‌کردن هوشمند در نانوسیال‌ها

 نانوسیال‌ها می‌توانند به‌عنوان مواد هوشمند عمل کنند و بین وضعیت اتلاف زیاد و مؤثر گرما (روشن) و وضعیت اتلاف کم گرما (خاموش)، تغییر وضعیت دهند. گرم‌کردن و سردکردن برای رسیدن به عملکردهای بهینه در هر افزاره فناورانه اهمیت زیادی دارد.

همرفت ("Convection") یک فرایند اساسی برای انتقال گرما در سیال‌ها است. این فرآیند در تعداد زیادی از پدیده‌های طبیعی از قبیل گردش هوا در اتمسفر و گردش آب در اقیانوس‌ها نقش اساسی دارد و در کاربردهای  بی‌شماری که در آنها سردکردن و عایق‌ گرمایی مهم هستند، اهمیت زیادی دارد. اضافه کردن مقداری نانوذرات به‌صورت سوسپانسیون به یک سیال و به اصطلاح ایجاد یک نانوسیال، قدرت انتقال گرمای سیال را به شدت افزایش می‌دهد، هر چند که دلیل این افزایش هنوز کاملاً مشخص نیست.

در گذشته توجه دانشمندان و مهندسان بیشتر روی اتلاف مقادیر زیاد گرما متمرکز شده بود، آنها اعتقاد داشتند که اتلاف زیاد گرما از گرم‌شدن بیش از حد افزاره جلوگیری می‌کند و در نتیجه راندمان آن را افزایش می‌دهد. در سال‌های اخیر به دلیل فقدان منابع فراوان انرژی پاک و گسترش بسیار زیاد افزاره‌هایی از قبیل تلفن‌های همراه و لپ‌تاپ‌ها که از باتری استفاده می‌کنند، نیاز به مدیریت هوشمند منابع و جلوگیری از اتلاف انرژی، بیشتر نمایان شده است.

اکنون گی دونزِِلی، روبرت سرگینو و آلبرت وایلانتی، فیزیکدانان دانشگاه میلان نشان داده‌اند که یک دسته‌ی خاصی از نانوسیال‌ها می‌توانند به‌عنوان یک ماده هوشمند عمل کرده و مانند شیر گرما برای کنترل جریان گرما استفاده شوند.

این نانوسیال‌ها به آسانی ‌می‌توانند یا در حالت"کم" (در این حالت انتقال گرما کم است) یا در حالت "زیاد" (در این حالت انتقال گرما زیاد است)، تنظیم شوند.

این محققان نتایج خود را تحت عنوان "انتقال زیست‌پایدار گرما در یک نانوسیال" در مجله‌ی Physical Review Letters منتشر کرده‌اند.