• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
02.08.2023
ТюмГУ
571

Наночастицы графена помогут уменьшить вязкость нефти

4.5

Физики ТюмГУ, НГУ и ТИУ представили ​​методику для изучения поведения наночастиц при движении в потоке несущей жидкости. На основе этой методики они предложили механизм, объясняющий снижение вязкости нефти при малых концентрациях наночастиц и открывающий новые возможности для коммерческого использования графена в нефтяной и энергетической промышленности.

Наночастицы графена помогут уменьшить вязкость нефти
Наночастицы графена помогут уменьшить вязкость нефти / ©Getty images / Автор: Regulus Tremerus

Термин «наножидкости» появился в 1995 году, хотя впервые они были созданы в 1993 году. Но интерес к этим многофазным системам сохраняется и по сей день. Дело в том, что наножидкости представляют собой коллоидные системы, состоящие из наночастиц размером от одного до 100 нанометров. Эти многофазные системы характеризуются разнообразием свойств. 

На конечные свойства влияют форма, размер, структура и химический состав поверхности наночастиц. Это позволяет получить выгодные и гибкие тепловые, оптические, механические и электрические характеристики наночастиц. И, конечно же, немалую роль в популярности наночастиц сыграла относительная легкость их синтеза. 

Сегодня из большого разнообразия наножидкостей в отдельный класс выделены наножидкости семейства графенов. Поскольку графен обладает рядом уникальных свойств (высокая тепло- и электропроводность и так далее), эти наножидкости особенно перспективны. И уже достигнут большой прогресс в использовании графеновых наножидкостей для повышения нефтеотдачи.  Статья «Механизм снижения вязкости нефти при добавлении наночастиц графена» физиков Тюменского и Новосибирского госуниверситетов, Тюменского индустриального университета вышла в «Журнале молекулярных жидкостей».

Появление структурированной нефти приводит к увеличению гидросопротивления, что снижает нефтеотдачу и увеличивает обводненность добывающих скважин. Эти процессы во многом определяют вязкость нефти. Поскольку наночастицы графена при взаимодействии с углеводородом проникают в нефть, превращая ее в наножидкость, выявление механизмов влияния частиц на вязкость нефти – ключ к решению вышеуказанных проблем.

Сегодня происходит накопление экспериментального и теоретического материала, в которых выявлены новые физические свойства жидкостей с добавлением наночастиц графена. Результаты исследований противоречивы. 

В работе ученых ТюмГУ наблюдали за структурированием наночастиц в потоке движущейся жидкости по авторской методике на специально разработанной установке. Специалисты провели комплексное исследование молекулярного взаимодействия между графеном и углеводородными молекулами нефти с целью установления механизмов, влияющих на вязкость наножидкостей.

Ученые рассматривали, как меняются свойства нефти в зависимости от уровня содержания в ней наночастиц графена. При их низких концентрациях наблюдалось снижение динамической вязкости базовой жидкости на 10-17 процентов. Показано также, что на вязкость влияет не только концентрация, но и температура. 

В статье представлена ​​методика и описана экспериментальная установка для изучения поведения наночастиц при движении в потоке несущей жидкости. На основе этой методики предлагается механизм, объясняющий снижение вязкости нефти при малых концентрациях наночастиц и открывающий новые возможности для коммерческого использования графена в нефтяной и энергетической промышленности.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Тюменский государственный университет (ТюмГУ) — первый университет Тюменской области, был открыт в 1930 году. Готовит специалистов по 175 направлениям подготовки. Университет входит в число участников Проекта 5-100 — программы повышения международной конкурентоспособности российских вузов среди ведущих мировых научно-образовательных центров.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 13:00
Сколтех

Ученые из Сколтеха, Цзилиньского университета и Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления в Пекине (HPSTAR), а также их немецкие коллеги синтезировали и исследовали новый тип сверхпроводника с высоким содержанием водорода — супергидрид лантана типа A15 с формулой La4H23. Новый материал обладает сверхпроводимостью при температуре ниже −168 градусов и давлении в 1,2 миллиона атмосфер.

17 июня
ПНИПУ

Экскаваторы широко применяются в строительстве зданий и дорог, добыче полезных ископаемых, сельском хозяйстве, лесозаготовительной промышленности и других сферах. При работе экскаватора зубья ковша взаимодействуют с грунтом и тем самым разрушают массив. Их нерациональная установка на корпусе и неоптимальный угол резания вызывают увеличение сопротивления земли, появляются дополнительные нагрузки на экскаватор и повышенный износ, что приводит к снижению производительности машины до 40 процентов и больше. Ученые ПНИПУ разрабатывают устройство, которое оптимизирует угол резания зубьями ковша экскаватора на основе сигналов от датчиков положения. Это позволит повысить производительность работ и уменьшит количество простоев.

Вчера, 08:27
Александр Березин

Популярная гипотеза о доставке большого объема легких элементов на древнюю Землю с кометами и астероидами получила существенный удар: «импорт» был весьма невелик. Значит, вода и многие другие элементы для возникновения жизни никогда не исчезали с лица нашей планеты.

17 июня
Игорь Байдов

Американские военные планируют разработать психостимулятор, действие которого можно активировать в мозге с помощью ближнего ИК-излучения. Такая технология поможет пилотам ВВС США сохранять бдительность во время длительных боевых вылетов. Привыкания или побочных эффектов препарат вызывать не будет.

Позавчера, 13:00
Сколтех

Ученые из Сколтеха, Цзилиньского университета и Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления в Пекине (HPSTAR), а также их немецкие коллеги синтезировали и исследовали новый тип сверхпроводника с высоким содержанием водорода — супергидрид лантана типа A15 с формулой La4H23. Новый материал обладает сверхпроводимостью при температуре ниже −168 градусов и давлении в 1,2 миллиона атмосфер.

Позавчера, 20:03
Юлия Трепалина

Хотя полезным свойствам кофе посвящено много исследований, ученые продолжают делать открытия по этой теме. Недавняя работа китайских медиков показала, что регулярное употребление бодрящего напитка способно в некоторой мере снизить вероятность смерти при малоподвижном образе жизни.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно