Een onderzoeksteam van Tohoku University, Nissan Motor Co., Shinshu-universiteit, en Okayama University deden een baanbrekende ontdekking in de zoektocht om fluorkoolwaterstoffen in koelsystemen te vervangen door natuurlijke koelmiddelen zoals water en alcohol. Hun studie omvatte het uitvoeren van een vloeistof-naar-gas faseovergang via een nanospons, een zachte, elastisch materiaal uitgerust met kleine nanoporiën van minder dan 10 nanometer. Hun bevindingen kunnen leiden tot efficiëntere koelmiddelen met een kleinere ecologische voetafdruk.

Koelsystemen worden veel gebruikt in airconditioners en koelkasten. Conventionele systemen gebruiken fluorkoolwaterstoffen als koelmiddel. Echter, fluorkoolwaterstoffen zijn superverontreinigende stoffen. Hun aardopwarmingsvermogen is ongeveer 1300 keer hoger dan dat van CO ₂ .

Het team van onderzoekers voerde met succes een door kracht aangedreven faseovergang van vloeistof naar gas uit met behulp van een nanospons. Wanneer een normale, natte spons wordt geperst, van nature, er wordt verwacht dat er water uitkomt. Echter, bij gebruik van een nanospons met een poriegrootte van minder dan 10 nanometer, doet zich een ander fenomeen voor. Zelfs onder lage druk, de spons houdt zijn vloeistof vast.

Bij het uitoefenen van kracht, echter, de uitgedreven vloeistof verdampt onmiddellijk in gas. Verder, als de spons terugkeert naar zijn natuurlijke vorm, het adsorbeert het gas als vloeistof weer in de nanoporiën.

Tot nu, onderzoekers hebben het knijpproces van nanoporeuze materialen niet uitgevoerd omdat conventionele materialen te hard zijn om te worden vervormd. Hoe dan ook, het team omzeilde dit door hun eigen zachte, elastisch, nanoporeuze materialen, bestaande uit een enkele laag grafeenwanden. Ze maten hun resultaten met behulp van zelfgemaakte apparatuur die is ontworpen om de faseovergang van vloeibaar gas te volgen wanneer mechanische kracht wordt uitgeoefend.

Het team dacht na over de knijpmethode na het ontwikkelen van zachte nanoporeuze materialen. Maar zelfs zij konden niet anticiperen dat hun voorspelling bij de eerste poging werkelijkheid zou worden.

Daten, er zijn slechts twee methoden geweest om ingesloten vloeistof in gas om te zetten:verwarming, of het verlagen van de gasfasedruk. De knijpmethode biedt een derde manier, het genereren van een nieuw thema op het gebied van fysische chemie en het pad effenen voor milieuvriendelijkere koelsystemen. Coole dingen!