Nanoakışkanların kararlılığının belirlenmesi ve karakterizasyonu üzerine deneysel bir metodoloji

Bu tezde, nanoakışkanların stabilitesinin belirlenmesi ve karakterizasyonuna yönelik deneysel bir metodoloji sunulmuştur. 77 nm çaplı CuO nanoparçacıkları ile %0.01, 0.05 ve 0.1 hacim oranlarında CuO–Deiyonize Su ve CuO–Etilen Glikol nanoakışkanları hazırlanmıştır. Nanoakışkanlar ve baz akışkanlar 60 °C'ye kadar ısıtılarak 60 °C'den ortam sıcaklığına soğumaları termal kamera ile zaman içerisinde fotoğraflandı. Deiyonize Su 207. dakikada ortam sıcaklığına soğurken, %0.01, 0.05 ve 0.1 hacim fraksiyonlarına sahip CuO–Deiyonize Su nanoakışkanları eş zamanlı ve 180. dakikada soğudu. Etilen Glikol 130. dakikada ortam sıcaklığına soğurken, CuO–Etilen Glikol nanoakışkanları ise aynı anda ve 90. dakikada ortam sıcaklığına soğudu. Ortam sıcaklıkları Deiyonize Su ve CuO–Deiyonize Su nanoakışkanları için 25.5 °C, Etilen Glikol ve CuO–Etilen Glikol nanoakışkanları için ise 30.1 °C olarak kaydedilmiştir. CuO nanoparçacıklarının akışkanların soğuma sürelerini önemli ölçüde azalttığı gözlemlendi. Hacim fraksiyonları %0.01, %0.05 ve %0.1 olan CuO–Deiyonize Su nanoakışkanlarının stabilitesi sedimantasyon fotoğrafı yakalama yöntemi kullanılarak 190 dakika olarak belirlendi. Nanoakışkanların viskoziteleri zamanla ölçüldü ve sonuçlar, CuO–Deiyonize Suda hacim oranları %0.01, %0.05 ve %0.1 olan nanoakışkanlar için sırasıyla 50, 150 ve 200 dakikalık stabilite sürelerini gösterdi. %0.01, %0.05 ve %0.1 hacim fraksiyonlarına sahip CuO–Etilen Glikol nanoakışkanlarının stabilite süreleri sırasıyla 7 gün, 10 gün ve 15 gün olarak belirlenmiştir. Kararlılığın sonu, nanoakışkanın viskozitesinin baz akışkanınkine eşit olduğu zamana atfedilmiştir. Bu yeni yöntem, termofiziksel bir özelliğin ölçülmesiyle stabilite sürelerinin ve sedimantasyon davranışlarının hassas ve doğru bir şekilde belirlenebileceğini kanıtlamıştır. Nanoakışkanların ısıl iletkenlikleri teorik denklemler ve deneysel sonuçlar kullanılarak hesaplandı. Sedimantasyon hızları hesaplandı, sonuçlar artan hacim fraksiyonlarının sedimantasyon hızını azalttığını gösterdi; bu da viskozite ölçümleriyle belirlenen stabilite sürelerini doğruladı. Benzer şekilde başka bir gözlem, CuO–Deiyonize Su nanoakışkanlarının sedimantasyon hızlarının CuO–Etilen Glikol nanoakışkanlarınınkinden yaklaşık 10 kat daha yüksek olduğunu ortaya çıkardı. Sonuç olarak viskozite ölçülmesiyle stabilitenin ve sedimantasyonun daha hassas ve doğru bir şekilde belirlenebileceği ispatlanmıştır. Ayrıca gelecekteki bir çalışma olarak stabilite tespitini sağlamak için viskozite ölçümleriyle birlikte soğuma ölçümleri de değerlendirilecektir.