ИСТИНА

В настоящее время существует необходимость увеличения эф- фективности работы охлаждающих контуров различных устройств и механизмов. Одним из наиболее перспективных способов решения этой задачи является использование наножидкостей вместо классических охлаждающих жидкостей. Обычно в качестве охлаждающей жидкости используют воду, этиленгликоли или минеральное масло, однако при добавлении к этим жидкостям наночастиц как металлических, так и не- металлических, образуется коллоидная система, которая называется наножидкостью. Коллоидные системы называются наножидкостями, если имеют высокие значения теплопроводности и изобарной теплоем- кости, а также низкие значения динамической вязкости. В этом направ- лении интерес представляют углеродные наночастицы, в частности фул- лерены, поскольку они являются химически инертными, в сравнении с металлические наночастицы, однако теплофизические характеристики 228систем на основе водных коллоидных дисперсий фуллеренов (ВДФ) до сих пор не установлены достаточно лостоверно. Цель работы — получение устойчивых ВДФ, а также определе- ние основных характеристических параметров наножидкостей — изо- барной теплоемкости, теплопроводности и динамической вязкости ВДФ C60 и С70. В качестве объектов исследования выбраны фуллерены C60, C70 и неразделенная смесь фуллеренов C60 и C70, получаемая по методу Креч- мера. ВДФ получены по методике замены органического растворителя из толуольных растворов фуллеренов при помощи ультразвуковой обра- ботки. Дисперсии охарактеризованы методом динамического рассеяния света, эффективный диаметр частиц фуллерена С60 равен 157±3 нм (P = 0.95,n=9),афуллеренаС70 —114±2нм(P=0.95,n=9)притемпера- туре 25 °C. Также получены значения электрокинетических потенциа- лов, которые составили –23±2 мВ (P = 0.95, n = 5) для фуллерена C60 и – 20±2 мВ (P = 0.95, n = 5). Таким образом, ВДФ являются достаточно устойчивыми коллоидными системами. Значения изобарной теплоемкости ВДФ и дистиллированной во- ды (для сравнения) в диапазоне температур от 15 до 55°С получали с помощью метода дифференциальной сканирующей калориметрии. Для ВДФ с концентрацией частиц меньше n×10–5 М установили, что значе- ния изобарной теплоемкости не отличны от значений изобарной тепло- емкости воды, это связано с тем, что мольная доля фуллерена (1.8×10–7) мала по сравнению с мольной долей воды: Cp(ВДФ)=(1 - x)×Cp(H2O) + x×Cp(фуллерена) Полученные значения динамической вязкости для ВДФ С60 и С70 незначимо отличаются от значений динамической вязкости воды в диа- пазоне температур от 15 до 40 °С. Для определения температуропроводности использован метод термолинзовой спектрометрии, позволяющий также рассчитать коэффи- циент теплопроводности среды. Показано, что для обеих ВДФ наблюда- ется значимое увеличение обоих параметров. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, грант 16- 33-00654. Авторы благодарят К. Евдокимова, исполнительного дирек- тора Agilent Technologies (Россия), за предоставленное оборудование, использованное при выполнении этой работы.