Termal iletkenliğin gümüş ve magnetit nanoparçacıklar kullanılarak arttırılması

Geçmiş ısı transferi araştırmalarında, geleneksel olarak kullanılan su, yağ ve etilen glikol gibi sıvıların ısı aktarımını iyi ölçüde sağlayamadıkları kanıtlanmıştır. Fakat, birçok yüksek teknoloji endüstrisinde dikkate alınması gereken en önemli sorun bir taraftan ısı aktarımını sağlayan cihazların boyutlarının küçülmesini sağlamak diğer yandan da ısı akımını arttırmaktır. Alışılagelmiş ısı akışını iyileştirme teknikleri bu sorunları çözme konusunda başarısız olmaktadır. Bu yüzden, termal iletkenliği ve ısı transfer performansını arttırabilmek için, nanometre boyutunda sentezlenen katı parçacıklar geleneksel olarak ısı transferinde kullanılan sıvıların içinde dağıtılıp nano sıvılar hazırlanmaktadır. Bu çalışmada, gümüş ve magnetit nanoparçacıkların varlığında termal iletkenliğin artış mekanizması incelenmiştir. Geniş yüzey alanı ve yüksek elektrik ve termal iletkenliği olan, kolloid yapıdaki gümüş ve manyetik alan etkisi altında superparamanyetik özellik gösteren magnetit nanoparçacıklar termofiziksel özelliklerin araştırılmasında büyük ilgi çekmektedir. Bu amaçla, belirli boyut, şekil ve konsantrasyonda metal nanoparçacıklar sentezlenmiş, polar ve apolar solventlerde çözülmüş ve nanosıvılar elde edilmiştir. DLS ve TEM analizleri sonucunda sentezlenen hidrofilik ve hidrofobik gümüş ve magnetit nanoparçacıkların boyutlarının büyük ölçüde istenilen aralıklarda olduğu görülmüştür. İki nanoparçacığın da kristal yapıda oldukları XRD çalışmalarıyla kanıtlanmıştır. Karakterizasyon çalışmalarından sonraki aşamada, elde edilen nanosıvıların yoğunluk, viskozite ve termal iletkenlik ölçümleri yapılmıştır. Önceki araştırmaların çoğu ile örtüşecek şekilde, saf sıvıların viskozite ve yoğunluk değerleri nanoparçacıkların eklenmesi ile artış göstermiştir. Termal iletkenlik sonuçları nanoparçacıkların dağıtıldıkları sıvı ortamlarına göre farklılık göstermiştir. Apolar sıvı ortamında, termal iletkenliğin parçacık miktarıyla arttığı, buna karşın polar ortamda aynı miktar ve aynı tipteki parçacık için azaldığı gözlemlenmiştir.