Kūrėjai svarstė etanolio, įprasto skystojo kuro, laikymo chemiškai susietame gelyje procesą.
Jie nustatė, kad etanolio laikymas polimeregelis visiškai slopina kuro polinkį greitai išgaruoti. Tikėtina, kad taip yra dėl to, kad etanolio molekulės yra „įstrigusios“ gelyje, kaip paaiškina profesorius Hosoya: „Polimeriniame gelyje yra daugybė trimačių polimerų grandinių, kurios yra labai chemiškai susietos. Šios grandinės sujungia etanolio molekules įvairiomis fizinėmis sąveikomis, ribodamos jo išgaravimą procese. Įdomu tai, kad prikrautas gelis nesielgia kaip šlapias rankšluostis. Nors šlapias rankšluostis spaudžiamas išskiria skystį, polimerinis gelis neišskiria etanolio, kai jį veikia išorinės jėgos.
Išsprendusi garavimo problemą, komanda perėjo prietiria faktines etanolio degimo charakteristikas polimerinių gelių tinkle, kad sužinotų, ar jie dega efektyviai. Jie uždegdavo įvairaus dydžio etanoliu užpildytas gelio sferas ir realiu laiku stebėdavo jų masės ir formos profilius. Remdamiesi tuo, jie nustatė, kad pakrautų PNIPAAm gelio sferų degimas susideda iš dviejų fazių: fazės, kurioje dominuoja gryno etanolio degimas, o po to seka antroji fazė, kurioje dominuoja pats PNIPAAm polimero degimas.
Per vėlesnę teorinę analizęRemdamasi šiais rezultatais, komanda padarė svarbią išvadą: pirmoji ir pagrindinė pakrautų PNIPAAm gelio sferų degimo fazė vyksta pagal pastovios temperatūros lašelių modelį. Tai reiškia, kad gelio degimą etanoliu galima apibūdinti tuo pačiu modeliu, kaip ir skystojo kuro lašeliams, o tai reiškia, kad jų degimo charakteristikos turėtų būti panašios.
„Polimerinio gelio laikymas gali užkirsti keliąsprogimų ir gaisrų dėl smarkiai sumažėjusio kuro išgaravimo ir, savo ruožtu, susidarančių degių dujų mišinių, kurie gali lengvai atsirasti dėl nuotėkio saugykloje“, – aiškina profesorius Hosoya.
Didelio energijos tankio skystasis kurasbūtinas daugelyje programų, kuriose cheminė energija paverčiama kontroliuojamu judesiu, pavyzdžiui, raketose, dujų turbinose, katiluose ir kai kurių transporto priemonių varikliuose. Be degimo charakteristikų ir eksploatacinių savybių, taip pat svarbu užtikrinti šių degalų saugumą ir stabilumą naudojant, taip pat transportuojant ir sandėliuojant.
Vienas iš įprastų pavojų dirbant suskystasis kuras yra tai, kad jis gali greitai išgaruoti uždaroje erdvėje, sudarydamas degių dujų debesis. Tai gali sukelti sprogimus arba gaisrus. Norėdami išspręsti šią problemą, mokslininkai svarstė galimybę naudoti sutirštinto kuro arba kuro, kuris žemoje temperatūroje virsta tirštomis gelio pavidalo medžiagomis. Deja, yra daug aspektų, kuriuos reikia optimizuoti, ir įveikti kliūtis, kad želė degalai peržengtų tyrimų etapą.
Skaityti daugiau:
Pažiūrėkite į „tyliąjį“ droną su naujos kartos jonų varikliu
Senovės trilobitų patinai poravimosi metu pririšdavo pateles
Rusija ir JAV turi „Doomsday“ lėktuvus: kaip ir kur jie skris pasaulio pabaigos atveju