Hầu hết các loại dầu silicone cĩ khả năng chịu nhiệt tốt khoảng -40 đến 280oC [112]. Độ nhớt càng cao thì điểm chớp cháy của dầu càng cao, độ nhớt càng thấp thì điểm đơng đặc của dầu càng thấp. Như vậy, ở điều kiện thường, dầu silicone cĩ nhiệt độ sơi cao hơn nước (100 oC), cao hơn ethylene glycol (197oC). Vì vậy chúng tơi nghiên cứu chế tạo chất lỏng nano chứa CNTs nền dầu silicone để cĩ thể áp dụng trong các ứng dụng địi hỏi nhiệt độ chất lỏng làm việc ở nhiệt độ cao.
Để đánh giá sự phân tán của CNTs-COOH vào trong dầu silicone, chúng tơi sử dụng máy đo Malvern Zetasizer Nano ZS. Hình 4.23 biểu diễn phổ phân bố kích thước của CNTs-COOH phân tán trong dầu silicone sau thời gian rung siêu âm 60 phút và 100 phút. Kết quả cho thấy sau 60 phút, cĩ hai đỉnh là 53,6 nm và 4732 nm. Đỉnh 4732 nm ứng với sự tụ đám của CNTs-COOH trong khi đỉnh 53,6 nm ứng với
các ống CNTs-COOH đơn lẻ trong dầu silicone. Sau thời gian 100 phút, vẫn cịn đỉnh ở 5407 nm, chứng tỏ vẫn cịn sự tụ đám của CNTs.
Hình 4.23. Phổ phân bố kích thước của CNTs-COOH trong dầu silicone với
thời gian rung siêu âm là 60 phút (a) và 100 phút (b).
Hình 4.24 là phổ phân bố kích thước của CNTs-COOH trong dầu silicone sau
thời gian rung siêu âm là 150 phút và 180 phút. Trong trường hợp thời gian rung siêu âm 150 phút, đỉnh 4372 khơng cịn nữa, cĩ nghĩa là búi lớn CNTs-COOH khơng cịn nữa, kích thước trung bình là 269,3 nm. Trong trường hợp rung siêu âm 180 phút, kích thước trung bình là 67,99 nm, phù hợp với kích thước CNTs được sử dụng. Kết quả cho thấy thời gian rung siêu âm cần thiết để CNTs phân tán tốt trong dầu silicone là 180 phút.
Hình 4.25 biểu diễn sự tăng độ dẫn nhiệt của chất lỏng nano CNTs/silicone
với hàm lượng khác nhau theo nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng thì độ dẫn nhiệt của chất lỏng nano tăng lên. Tại một nhiệt độ thì khi hàm lượng tăng thì độ dẫn nhiệt của chất lỏng nano tăng theo. Ví dụ ở nhiệt độ 50 oC, độ dẫn nhiệt của chất lỏng nano hàm lượng 50 mg/l (15,7%) lớn hơn 25 mg/l (12,5%), lớn hơn 15 mg/l (9,9%).
Sự chuyển hĩa quang nhiệt của chất lỏng nano CNTs/ dầu silicone thể hiện qua sự thay đổi nhiệt độ của chất lỏng nano theo thời gian chiếu sáng của mặt trời. Sự tăng nhiệt độ của chất lỏng nano CNTs/dầu silicone với các nồng độ từ 0 tới 50 mg/l như trên Hình 4.26.
Hình 4.24. Sự phân bố kích thước của CNTs-COOH trong dầu silicone sau
thời gian rung siêu âm 150 phút (a) và 180 phút (b).
Cĩ thể thấy rằng khả năng hấp thụ nhiệt của dầu silicone phụ thuộc vào hàm lượng pha CNTs vào chất lỏng. Khi tăng hàm lượng CNTs thì nhiệt độ chất lỏng nano tăng nhanh hơn trong cùng khoảng thời gian 1h 15 phút. Với hàm lượng 50 mg/l,
nhiệt độ sau 1h 15 phút tăng khoảng 5,5 % so với dầu silicone khơng chứa CNTs. Điều này chứng tỏ việc tăng hàm lượng CNTs trong chất lỏng nano làm tăng khả năng hấp thụ nhiệt từ bức xạ năng lượng mặt trời.