Горивото беше направено незапалимо: за това беше превърнато в хидрогел

Разработчиците разгледаха съхраняването на етанол, обикновено течно гориво, в химически омрежен гел.

поли-(N-изопропилакриламид).Те тестваха дали улавянето на молекулите на етанола в дългите и химически преплетени полимерни вериги на PNIPAAm помага за намаляване на скоростта на изпаряване. За да тестват това, изследователите създадоха малки сфери от гел PNIPAAm, напълнени с етанол, и ги поставиха на електронна везна, за да запишат как се променя масата, докато етанолът се изпари. Те също така извършиха този експеримент с еквивалентна доза етанол с приблизително същата повърхност и маса като гелната сфера.

Те открили, че съхраняването на етанол в полимергелът напълно потиска склонността на горивото да се изпарява бързо. Това вероятно се дължи на факта, че молекулите на етанола са „уловени“ в гела, както обяснява професор Хосоя: „Полимерният гел съдържа безброй триизмерни полимерни вериги, които са силно химически омрежени. Тези вериги свързват молекулите на етанола чрез различни физически взаимодействия, ограничавайки изпаряването му в процеса." Интересното е, че зареденият гел не се държи като мокра кърпа. Докато мократа кърпа отделя течност при изстискване, полимерният гел не отделя етанол, когато е изложен на външни сили.

След като реши проблема с изпаряването, екипът премина къмизучаване на действителните характеристики на горене на етанол в мрежа от полимерен гел, за да се види дали горят ефективно. Те запалиха пълни с етанол гелни сфери с различни размери и наблюдаваха профилите им на маса и форма в реално време. Въз основа на това те определят, че изгарянето на заредените PNIPAAm гелни сфери се състои от две фази: фаза, доминирана от изгарянето на чист етанол, последвана от втора фаза, доминирана от изгарянето на самия полимер PNIPAAm.

Чрез последващ теоретичен анализОт тези резултати екипът стигна до важно заключение: първата и основна фаза на горене на заредените PNIPAAm гелни сфери следва модел на капчици с постоянна температура. Това означава, че изгарянето на гел с етанол може да се опише със същия модел като при капчици течно гориво, като се намеква, че техните горивни характеристики трябва да са сходни.

„Съхраняването на полимерен гел може да предотвратиексплозии и пожари, дължащи се на рязкото намаляване на изпарението на горивото и, от своя страна, образуването на запалими газови смеси, които лесно могат да възникнат в резултат на теч в хранилището“, обяснява професор Хосоя. 

Течно гориво с висока енергийна плътностнеобходимо в много приложения, където химическата енергия се преобразува в контролирано движение, като например в ракети, газови турбини, котли и някои двигатели на превозни средства. В допълнение към характеристиките на горене и производителността, важно е също така да се гарантира безопасността и стабилността на тези горива по време на употреба, както и по време на транспорт и съхранение.

Една от често срещаните опасности при работа стечно гориво е, че може бързо да се изпари в затворено пространство, образувайки облаци от запалими газове. Това може да причини експлозии или пожари. За да решат този проблем, изследователите разгледаха възможността за използване на сгъстени горива или горива, които се превръщат в гъсти гелообразни вещества при ниски температури. За съжаление има много аспекти, които трябва да бъдат оптимизирани и препятствия за преодоляване, преди желираните горива да могат да преминат отвъд фазата на изследване.

Прочетете още:

Вижте „безшумния“ дрон с ново поколение йонно задвижване

Древните трилобитни мъже са закопчавали женските по време на чифтосване

Русия и САЩ имат самолети на Страшния съд: как и къде ще летят в случай на края на света