Os desenvolvedores consideraram o processo de armazenamento de etanol, um combustível líquido comum, em um gel quimicamente reticulado
Eles descobriram que armazenar etanol em um polímerogel suprime completamente a tendência do combustível para evaporar rapidamente. Isso provavelmente se deve ao fato de que as moléculas de etanol estão "presas" no gel, como explica o professor Hosoya: "Um gel de polímero contém inúmeras cadeias de polímeros tridimensionais que são altamente reticuladas quimicamente. Essas cadeias ligam as moléculas de etanol por meio de várias interações físicas, limitando sua evaporação no processo." Curiosamente, o gel carregado não se comporta como uma toalha molhada. Enquanto uma toalha molhada libera líquido quando espremida, o gel de polímero não libera etanol quando exposto a forças externas.
Tendo resolvido o problema da evaporação, a equipe passou paraestudando as características reais de combustão do etanol em uma rede de gel de polímero para ver se eles queimam com eficiência. Eles acenderam esferas de gel cheias de etanol de vários tamanhos e observaram seus perfis de massa e forma em tempo real. Com base nisso, eles determinaram que a combustão das esferas de gel PNIPAAm carregadas consistia em duas fases: uma fase dominada pela combustão do etanol puro, seguida por uma segunda fase dominada pela combustão do próprio polímero PNIPAAm.
Através da análise teórica subsequenteA partir desses resultados, a equipe chegou a uma conclusão importante: a primeira e principal fase de combustão das esferas de gel PNIPAAm carregadas segue um modelo de gotículas de temperatura constante. Isso significa que a combustão do gel com etanol pode ser descrita pelo mesmo modelo das gotículas de combustível líquido, sugerindo que suas características de combustão devem ser semelhantes.
"Armazenar gel de polímero pode prevenirexplosões e incêndios devido a uma redução acentuada na evaporação de combustível e, por sua vez, à formação de misturas de gases inflamáveis, que podem facilmente ocorrer como resultado de um vazamento na instalação de armazenamento”, explica o professor Hosoya.
Combustível Líquido de Alta Densidade de Energianecessário em muitas aplicações onde a energia química é convertida em movimento controlado, como em foguetes, turbinas a gás, caldeiras e alguns motores de veículos. Além das características de combustão e desempenho, também é importante garantir a segurança e estabilidade desses combustíveis durante o uso, bem como durante o transporte e armazenamento.
Um dos perigos comuns ao trabalhar comcombustível líquido é que ele pode evaporar rapidamente em um espaço confinado, formando nuvens de gases inflamáveis. Isso pode causar explosões ou incêndios. Para resolver esse problema, os pesquisadores consideraram a possibilidade de usar combustíveis engrossados ou combustíveis que se transformam em substâncias espessas do tipo gel a baixas temperaturas. Infelizmente, há muitos aspectos que precisam ser otimizados e obstáculos a serem superados antes que os combustíveis gelificados possam ir além da fase de pesquisa.
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