【摘要】 Zeta电位绝对值可以用来评价胶体颗粒的表面电荷。

人们探索了一种简单的一步法，通过使用纳米乳化技术合成天然或氨基甲酸乙酯改性的菲尔德合金纳米颗粒。特别是通过原子力显微镜（AFM）、动态光散射（DLS）和zeta电位分析仪对合成的天然或改性菲尔德合金纳米颗粒的粒径、结构和表面电荷进行了表征。使用便携式紫外-可见光谱仪通过在特定波长下连续监测光学透明度来评估天然和改性纳米流体在聚α-烯烃（PAO）油中的分散稳定性。

 

通过差示扫描量热法（DSC）表征纳米颗粒和纳米流体的热性能。结果表明，改性后的Field合金纳米流体表现出改善的热性能和优异的分散稳定性，在电子设备、电动汽车和其他能量传输系统的热管理应用中具有广阔的前景。

 

图1.天然和改性Field合金纳米粒子的Zeta电位绝对值(A)；纯 PAO 油、天然和改性 Field 合金纳米粒子纳米流体的光学图像 (B)；天然和改性菲尔德合金纳米流体的紫外可见光谱 (C)；天然和改性菲尔德合金纳米流体随时间变化的消光变化 (D)【1】

 

Zeta电位绝对值可以用来评价胶体颗粒的表面电荷。当 Zeta 电位值在 ± 40 mV 至 ± 60 mV 之间时，纳米颗粒通常表现出良好的悬浮稳定性。如果电位高于±60 mV，纳米流体的稳定性将非常好。如图1A所示，改性菲尔德合金纳米流体的平均电位绝对值为78 mV，远大于原生菲尔德合金纳米粒子的36 mV。

 

这表明改性Field合金纳米粒子在PAO中具有优异的分散稳定性，并且比天然纳米粒子更难团聚。图1B 显示了透明 PAO 油、PAO 油中天然和改性 Field 合金纳米粒子的光学图像，该图像是在室温下放置 10 天后拍摄的。对于本地 Field 的合金纳米液体，悬浮液分离成沉积物，并在沉积物顶部观察到透明的上清液。

 

然而，对于改性后的菲尔德合金纳米流体，它是均匀的悬浮液，没有观察到明显的沉积物。这意味着用氨基甲酸乙酯改性可以提高菲尔德合金纳米流体的悬浮稳定性。图1C显示了天然和改性菲尔德合金纳米流体的消光光谱，表明在400至600 nm范围内对光没有明显的吸收。它提供了一种通过测量穿过装有纳米颗粒悬浮液的比色皿固定位置的入射光束的吸光度变化来评估纳米流体稳定性的方法，作为监测浊度的一种方法。图1D 显示了浓度均为 2 mg/ml 的天然和改性 Field 合金纳米流体在特定波长 (600 nm) 下随时间的消光变化。

 

与天然纳米粒子相比，氨基甲酸乙酯改性纳米粒子在PAO中更加稳定，随着时间的推移，天然纳米粒子会发生沉淀，3小时后没有明显的沉淀发生。特定波长下的消光变化是由纳米粒子的消光特性和光路中的浓度变化引起的。

 

【1】Jun Huang, Chaoming Wang, Xinran Zhang, Wenbing Jia, Ruiting Ma, Zhaochu Yang, Tao Dong,Facile preparation and thermal properties of Field’s alloy nanofluid for heat transfer, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects,Volume 581,2019,123805