I nanofluidi rappresentano una delle innovazioni più promettenti nel campo della scienza dei materiali, con applicazioni che spaziano in vari settori industriali.

Le applicazioni dei nanofluidi sono molteplici e in continua espansione, grazie alle loro proprietà superiori rispetto ai fluidi tradizionali. L’uso di nanomateriali come il grafene e gli ossidi metallici apre nuove possibilità per migliorare l’efficienza e la sostenibilità dei processi industriali e conferire una maggiore qualità ai prodotti.

Due dei principali nanomateriali utilizzati nella produzione di nanofluidi sono il grafene e gli ossidi metallici.

Il grafene è un materiale costituito da un singolo strato di atomi di carbonio disposti in una struttura a reticolo esagonale. È noto per le sue eccezionali proprietà meccaniche, elettriche e termiche. Grazie alla sua elevata conducibilità termica, il grafene è particolarmente adatto per applicazioni che richiedono una gestione efficiente del calore.

Gli ossidi metallici, come l’ossido di rame (CuO), l’ossido di alluminio (Al2O3) e l’ossido di titanio (TiO2), sono altrettanto importanti nel campo dei nanofluidi. Questi materiali sono noti per le loro proprietà chimiche e fisiche quali stabilità termica, proprietà catalitiche e capacità di assorbimento UV. Le nanoparticelle di ossidi metallici sono spesso utilizzate per migliorare le proprietà termiche dei fluidi base.

Di seguito, vediamo alcune delle principali applicazioni industriali dei nanofluidi.

Settore HVAC

Nel settore HVAC e nei chiller i nanofluidi vengono impiegati come liquidi per il trasferimento di calore per aumentare l’efficienza degli scambiatori di calore, fuel cell, sistemi ad assorbimento e impianti solari a concentrazione. Questi fluidi possono essere impiegati anche come nanolubrificanti, in quanto l’aggiunta di nanoparticelle agli oli minerali tradizionali aumenta la dissipazione del calore e le proprietà tribologiche dei normali lubrificanti, con superiori proprietà anti-usura, aumentando il ciclo di vita delle parti in movimento nei motori e nei compressori impiegati nei sistemi frigoriferi.

HTF (Heat Transfer Fluid) COMPACT brevettato da Tct Nanotech è il nanofluido per trasferimento di calore che riduce i consumi energetici degli impianti termici industriali e civili.

Permette al calore di essere trasferito più velocemente ed efficientemente, migliorando l’efficienza energetica fino al 40% se applicato a sistemi HVAC o boiler. Inoltre, la formulazione di HTF COMPACT è stata implementata con l’additivazione di composti inibitori della corrosione. La proprietà anticorrosiva del fluido è stata testata e certificata secondo la normativa internazionale ASTM-1374. Il prodotto può anche essere customizzato in base alle caratteristiche dell’impianto.

Settore energetico

Nel settore energetico, i nanofluidi vengono utilizzati principalmente per migliorare l’efficienza dei sistemi di raffreddamento e riscaldamento. Ad esempio, nei reattori nucleari, i nanofluidi a base di ossidi metallici possono essere utilizzati per migliorare il trasferimento di calore, aumentando così l’efficienza del sistema e riducendo il rischio di surriscaldamento. Allo stesso modo, nei pannelli solari termici, l’uso di nanofluidi può aumentare la capacità di assorbimento e la conduzione del calore, migliorando l’efficienza complessiva della produzione di energia.

Settore manifatturiero

Il raffreddamento è una vera e propria necessità nelle diverse tecnologie industriali a causa degli elevati carichi termici generati sia a livello microscopico (processori di computer) sia a livello macroscopico (motori, celle frigorifere).

L’avvento di computer sempre più prestanti, anche domestici, ha portato alla sempre maggiore diffusione di sistemi di raffreddamento a liquido, in sostituzione dei classici sistemi di raffreddamento ad aria. Ne consegue che l’utilizzo di nanofluidi nei circuiti di raffreddamento a liquido rappresenti una importante soluzione per permettere ai computer di dissipare il calore in modo più efficiente e, quindi, di operare a temperature più basse garantendo così migliori performance.

L’industria del freddo, allo stesso modo, è in costante crescita a causa della sempre maggiore richiesta di freddo sia essa per migliorare le performance di apparecchiature e processi industriali sia per garantire una maggiore e migliore conservazione degli alimenti.

Questi sistemi sfruttano, per la refrigerazione, dei sistemi a circuito chiuso, idronici (acqua o acqua e glicole in funzione delle temperature richieste), alimentati da chiller che rappresentano quindi l’ambiente ideale per l’installazione di HTF Compact. La presenza del nanofluido rende, di fatto, questi sistemi maggiormente efficienti, con una migliore trasferimento di calore ed un minor consumo energetico, comportando di conseguenza una riduzione delle emissioni di CO2.

Allo stesso modo i nanofluidi possono essere applicati nei sistemi di trasferimento di calore alimentati da cogeneratori. In questo caso l’output del sistema sarà una corrente calda e non fredda ma la presenza del nanofluido con le sue migliori capacità di scambio termico permetterà una maggiore efficienza dell’intero sistema ed un maggiore output termico a parità di energia assorbita.

Settore automotive

L’industria automobilistica sfrutta le proprietà dei nanofluidi anche per migliorare le prestazioni dei sistemi di raffreddamento del motore. I nanofluidi con nanoparticelle di ossidi metallici possono migliorare significativamente il trasferimento di calore nei radiatori, consentendo ai motori di funzionare a temperature ottimali e riducendo il rischio di surriscaldamento. Inoltre, i nanofluidi possono essere utilizzati nei sistemi di frenata per migliorare la dissipazione del calore e aumentare l’efficienza dei freni.