Izstrādātāji aplūkoja etanola, izplatītas šķidrās degvielas, uzglabāšanu ķīmiski šķērssaistītā želejā.
Viņi atklāja, ka etanola uzglabāšana polimērāgēls pilnībā nomāc degvielas tendenci ātri iztvaikot. Tas, visticamāk, ir saistīts ar faktu, ka etanola molekulas ir "ieslodzītas" gēlā, kā skaidro profesors Hosoja: "Polimēru gēls satur neskaitāmas trīsdimensiju polimēru ķēdes, kas ir ļoti ķīmiski šķērssavienotas. Šīs ķēdes saista etanola molekulas, izmantojot dažādas fiziskas mijiedarbības, ierobežojot tā iztvaikošanu procesā." Interesanti, ka ielādētā želeja neuzvedas kā slapjš dvielis. Slapjš dvielis izspiež šķidrumu, savukārt polimēru gēls neizdala etanolu, kad tas tiek pakļauts ārējiem spēkiem.
Atrisinājusi iztvaikošanas problēmu, komanda pārgāja uzpētot etanola faktiskās sadegšanas īpašības polimēru gēla tīklā, lai noskaidrotu, vai tie deg efektīvi. Viņi aizdedzināja ar etanolu pildītas dažāda izmēra gēla sfēras un reāllaikā novēroja to masas un formas profilus. Pamatojoties uz to, viņi noteica, ka noslogoto PNIPAAm gēla sfēru sadegšana sastāvēja no divām fāzēm: fāzes, kurā dominē tīra etanola sadegšana, kam sekoja otrā fāze, kurā dominē paša PNIPAAm polimēra sadegšana.
Izmantojot turpmāko teorētisko analīziNo šiem rezultātiem komanda izdarīja svarīgu secinājumu: pirmajā un galvenajā ielādēto PNIPAAm gēla sfēru sadegšanas fāzē tiek ievērots nemainīgas temperatūras pilienu modelis. Tas nozīmē, ka želejas sadegšanu ar etanolu var raksturot ar tādu pašu modeli kā šķidrās degvielas pilieniem, norādot, ka to degšanas īpašībām jābūt līdzīgām.
"Polimēra gēla uzglabāšana var novērstsprādzieni un ugunsgrēki sakarā ar strauju degvielas iztvaikošanas samazināšanos un, savukārt, uzliesmojošu gāzu maisījumu veidošanos, kas var viegli notikt noplūdes rezultātā krātuvē,” skaidro profesore Hosoja.
Augsta enerģijas blīvuma šķidrā degvielanepieciešams daudzos lietojumos, kur ķīmiskā enerģija tiek pārveidota kontrolētā kustībā, piemēram, raķetēs, gāzes turbīnās, katlos un dažu transportlīdzekļu dzinējos. Papildus sadegšanas īpašībām un veiktspējai ir svarīgi arī nodrošināt šo degvielu drošību un stabilitāti lietošanas laikā, kā arī transportēšanas un uzglabāšanas laikā.
Viens no izplatītākajiem apdraudējumiem, strādājot aršķidrā degviela ir tāda, ka tā var ātri iztvaikot slēgtā telpā, veidojot uzliesmojošu gāzu mākoņus. Tas var izraisīt sprādzienus vai ugunsgrēkus. Lai atrisinātu šo problēmu, pētnieki apsvēra iespēju izmantot sabiezinātu degvielu vai degvielu, kas zemā temperatūrā pārvēršas biezās želejveida vielās. Diemžēl ir daudzi aspekti, kas ir jāoptimizē, un ir jāpārvar šķēršļi, pirms želejveida degviela var pāriet uz pētniecības posmu.
Lasīt vairāk:
Paskatieties uz "kluso" dronu ar jaunas paaudzes jonu piedziņu
Senie trilobītu tēviņi pārošanās laikā piesprādzēja mātītes
Krievijai un Amerikas Savienotajām Valstīm ir Pastardienas lidmašīnas: kā un kur tās lidos pasaules gala gadījumā