محققان دانشگاه تبریز با استفاده از نانو فناوری موفق به ارائه راهکاری برای افزایش خواص حرارتی روغن‌های خنک‌کننده‌ موتورها شدند که از دستاورد این تحقیقات می‌توان در صنایع تولید و انتقال نیرو و صنعت خودروسازی بهره برد. انباشتگی حرارت در تجهیزات توزیع و انتقال قدرت امری اجتناب ناپذیر است. این موضوع ناشی از اتلاف انرژی است و می‌تواند منجر به فرسودگی زودرس و نهایتاً خرابی تجهیزات شود. از این رو دفع حرارت انباشته شده ضروری به نظر می‌رسد.

یکی از متداول‌ترین روش‌ها، استفاده از گردش مایعات خنک‌کننده است. امروزه، چندین میلیارد لیتر از روغن‌های خنک‌کننده در سراسر جهان جهت خنک کردن تجهیزات الکتریکی نظیر ترانسفورماتورها استفاده می‌شود، ولی روغن‌ها خواص ترموفیزیکی کافی از خود نشان نمی‌دهند که این امر موجب محدود شدن قدرت خنک‌کنندگی آنها می‌شود.

مهندس سید امیرحسین عارف، مجری طرح با اشاره به جزئیات این مطالعات، گفت: در این طرح از اکسید گرافن به ‌منظور بهبود خواص ترموفیزیکی و خنک‌ کنندگی روغن‌های خنک‌کننده استفاده شده است.

وی اضافه کرد: روغن‌های بهینه ‌شده به ‌وسیله‌ اکسید گرافن، میزان انتقال حرارت و بنابراین قابلیت خنک‌کنندگی بالایی از خود بروز می‌دهند، ضمن آنکه میزان مصرف روغن با استفاده از روغن بهبود یافته کاهش یافته و عمر تجهیزات افزایش می‌یابد.

عارف در رابطه با سازوکار اثر نانوذرات اکسید گرافن بر خواص روغن گفت: علت افزایش ضریب هدایت حرارتی را می‌توان با پدیده‌هایی چون حرکت براونی نانوذرات، تشکیل فیلم نازک در سطح مشترک مایع و نانوذرات و طبیعت انتقال حرارت در  نانوذرات اکسید گرافن مرتبط دانست. به‌علاوه، بالا بودن سطح ویژه‌ نانوذرات دوبعدی نظیر گرافن و مشتقات آن می‌تواند دلیل مضاعفی بر توجیه افزایش ضریب هدایت حرارتی باشد.

این محقق افزود: در این تحقیق ابتدا با روش هامرز در شرایط بهینه نانوذرات اکسید گرافن سنتز شدند و پس از آن به ‌منظور سازگاری بیشتر نانوذرات با روغن پایه، سطح نانوذرات با گروه‌های عاملی آلکیل دار اصلاح شد و بعد از تولید و اصلاح، نانو ذرات با استفاده از امواج فرا صوت در روغن پایه پراکنده شدند و در نهایت خواص روغن شامل مقاومت الکتریکی، ضریب اتلاف الکتریکی، ضریب گذردهی نسبی، ویسکوزیته و ضریب هدایت حرارتی مورد ارزیابی قرار گرفتند.

وی با اشاره به نتایج به دست آمده خاطرنشان کرد: نتایج آزمون‌های انجام شده نشان می‌دهد که افزودن نانوذرات به میزان 0.15 درصد وزنی موجب افزایش 7 درصدی ضریب هدایت حرارتی روغن می‌شود.

این تحقیقات از سوی سید امیرحسین عارف دانش‌آموخته‌ مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه تبریز، مرحوم پروفسور علی‌اکبر انتظامی و دکتر حمید عرفان‌نیا از اعضای هیأت علمی دانشگاه تبریز و دکتر اسماعیل زمین‌پیما عضو هیأت علمی دانشگاه قزوین اجرایی و نتایج آن در  Journal of Material Science با ضریب تأثیر 2.302 منتشر شده است.