马兰戈尼效应可用于从海洋获取淡水

这种堵塞现象会导致性能随时间降低,从而限制了这些设
【菜科解读】
海水淡化技术的致命弱点是设备各个组件中盐颗粒的结晶。
这种堵塞现象会导致性能随时间降低,从而限制了这些设备的耐用性。
解决这个问题对于确保一段时间内不断生产淡水很重要。
近来,已经提出了具有抗阻塞特性的创新的纳米结构材料,其具有限制盐累积的潜力。
然而,这些材料的高成本使得难以大规模生产商业原型。
从这个问题开始,都灵理工大学能源部(SMaLL)的工程师团队与麻省理工学院(MIT)合作,彻底研究了盐分在脱盐装置中的传输机理。
该研究是在注意到实验观察结果与盐迁移的经典理论模型之间存在矛盾之后开始的。
特别是,都灵理工大学的工程师经过Compagnia di San Paolo(MITOR项目)和CleanWaterCenter(CWC)资助的为期两年的数值和实验室研究后,发现盐分传输的巨大差异是由于所谓的马兰戈尼效应。
Marangoni效应是自然界中也存在的一种现象,可以在日常生活中观察到:“在水溶液中,液体分子通过分子间键彼此相互作用,这种分子间键产生称为“内聚力”的力。
具有不同浓度的两种溶液将具有不同的内聚力。
这种浓度变化的存在以及因此内聚力的存在导致液体从低浓度区域流走,从而产生了重新混合过程。
这种效果是造成摇动时在玻璃壁上观察到的葡萄酒“泪水”的原因。
由于液体中浓度的变化,因此可以设计和利用马兰戈尼效应来增加具有不同浓度的溶液的再混合。
在我们的脱盐设备中(处理后的溶液基于不同浓度的海水),这种现象可以避免盐在蒸发器中的积聚,确保蒸馏水的恒定和持久的生产率,并保护易变质的组件。
因此,我们的策略是设计一种能够充分利用这种效果的设备,朝着该设备的未来商业应用迈出进一步的一步。
”都灵理工大学能源部研究员,研究的第一作者Matteo Morciano解释说。
在当前版本中,考虑到吸收太阳能的面积约为一平方米,该脱盐装置每天可供应15升以上的水。
此外,得益于Marangoni效应,除盐过程比基于自发扩散的预测快了100倍,因此有利于快速恢复组件的性能。
这项研究的结果发表在著名的能源与环境科学杂志上,可能对新一代海水淡化材料和装置的设计产生重要影响,使它们能够自发“自我清洁”累积的盐分并确保稳定长效持久的性能。
目前正在都灵理工大学的CleanWaterCenter进行进一步的研究,目的是使原型可工业化并具有更多用途。
近藤效应?近藤效应的形成原因
近藤现象其实早在1930年就被日本物理学家近藤淳所发现,一般来说电阻会随着温度的降低而降低,但是近藤效应却在电阻达到开尔文零度时出现了上升,而导致电阻增加的最根本原因,就是磁性原子和传导电子之间的多次散射过程,下面就跟着小编一起来看看近藤效应是什么吧!近藤效应是什么?其实简单来说近藤效应就是含有极少量磁性杂质的晶态金属,在低温情况下所出现的一种电阻极小的现象。
近藤现象其实早在1930年就被日本物理学家近藤淳所发现,实验中的一些掺杂磁性粒子的非磁性金属的电阻,会在低温下出现极小值,比如掺杂锰,铁等稀固熔体的金属铜。
但是当时按照通常的电阻理论,很难正确解释近藤效应的发生,因为稀固熔体的电阻是随着温度的下降而下降的,最后会趋向于杂质散射的剩余电阻,但是近藤效应却正好相反,在温度趋近于零度开尔文时,反而电阻增加了,所以直到30多年后,也就是1964年,近藤淳才对这一效应做出了完美的解释,近藤效应也因此得名。
近藤效应是怎么形成的?近藤淳指出电阻极小值其实和杂质原子局域磁矩有关,磁性原子和传导电子之间的多次散射过程,是导致电阻增加的最根本原因,所以近藤提出在一定条件下,由于交换散射而引起的电阻率是随着温度的下降而变大的。
近藤效应是日本科学家近四十年来首次发现的物理现象,对于研究分子运输提供了很大的帮助,而且近藤效应也是物理学中第一个渐进自由的例子,可以说这一新发现在物理学上对单个磁性分子的研究有巨大的推动作用。
近藤效应的应用近藤效应在分子运输领域有很大的研究价值,比如近藤绝缘体就是其中一种,它又被叫做重费米子半导体,是一种新发现的金属性化合物中具有异常大电子的半导体,它的最大特征就是低温比热容和超声吸收等。
结语:与康普顿效应和费米子不同,近藤效应虽然三十年后才被正确解释,但是通过科学家们不懈的努力,还是清楚的了解了这一神奇的现象。
温室效应可以摧毁地外行星孕育生命的能力