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Desarrollo y Perfil Termofísico de Nanoemulsiones de Alcohol Cetílico en Agua para la Gestión Térmica

Autores: Cabaleiro, David; Losada-Barreiro, Sonia; Agresti, Filippo; Hermida-Merino, Carolina; Fedele, Laura; Lugo, Luis; Barison, Simona; Piñeiro, Manuel M.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Desarrollo y Perfil Termofísico de Nanoemulsiones de Alcohol Cetílico en Agua para la Gestión Térmica


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Estudio
Material de cambio de fase
Nanoemulsiones
Conductividad térmica
Tamaño de gota
Comportamiento reológico

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio se centra en la preparación, caracterización termofísica y reológica de nanoemulsiones de material de cambio de fase como fluidos térmicos funcionales latentes. Se prepararon dispersiones acuosas con finas gotas de alcohol cetílico (con una temperatura de fusión de ~321 K) mediante un método asistido por solvente, combinando ultrasonido con emulsionantes no iónicos y aniónicos. Se probaron el alcohol eicosílico (que se funde a ~337 K) y nanopartículas de sílice hidrofóbica como agentes nucleantes. Los estudios del tamaño de las gotas a lo largo del tiempo y después de ciclos de congelación-descongelación confirmaron la buena estabilidad de las nanoemulsiones formuladas. Los análisis de cambio de fase demostraron la efectividad del alcohol eicosílico para reducir el subenfriamiento a unos pocos Kelvin. Aunque las emulsiones de material de cambio de fase exhibieron conductividades térmicas mucho mayores que el alcohol cetílico a granel (al menos un 60% más altas cuando las gotas son sólidas), las reducciones en esta propiedad alcanzaron el 15% en comparación con el agua. Las muestras mostraron principalmente un comportamiento newtoniano deseable (o viscosidades de ligera disminución por cizallamiento) y las modificaciones en la densidad alrededor de la transición de fusión fueron inferiores al 1.2%. En el caso de las nanoemulsiones de material de cambio de fase con un contenido del 8% en peso de fase dispersa, las mejoras en la capacidad de almacenamiento de energía superaron el 20% (considerando un intervalo de temperatura operativa de 10 K alrededor del cambio de fase sólido-líquido). Las dispersiones formuladas también mostraron buena fiabilidad térmica a lo largo de 200 ciclos de solidificación-fusión.

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