CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ TÍNH TỐN LÝ THUYẾT
3.3. Nghiên cứu mơ hình lý thuyết tính chất quang và hấp thụ nhiệt của chất lỏng
3.3.5. Một số kết quả thu được từ các mơ hình trên
Một số nhĩm đã nghiên cứu tính chất quang của chất lỏng nano bằng các mơ hình trên, trong đĩ chỉ cĩ một vài nhĩm dự đốn tính chất quang và so sánh với kết quả thực nghiệm của chất lỏng nano chứa CNTs.
Nhĩm của Lee [80], nhĩm của Hordy [81] đo hệ số hấp thụ và sử dụng định luật Lambert – Beer để tính độ suy giảm ánh sáng theo quãng đường đi được trong chất lỏng nano chứa CNTs. Kết quả cho thấy việc thêm các ống nano cacbon ảnh hưởng rất lớn đến khả năng hấp thụ năng lượng của chất lỏng như Hình 3.5.
Hình 3.5. Sự suy giảm ánh sáng theo khoảng cách trong chất lỏng nano chứa
MWCNT [80]
Hình 3.6. Hệ số dập tắt tính tốn theo lý thuyết theo mơ hình Rayleigh [34]
Nhĩm của Gan [34] sử dụng tán xạ Rayleigh để dự đốn hệ số hấp thụ của chất lỏng nano chứa vật liệu nano cacbon, nền ethanol. Họ thấy cĩ sự phù hợp với giá trị
đo được bằng thực nghiệm ở vùng nhìn thấy, tuy nhiên ở vùng tử ngoại thì kết quả lại cĩ sự chênh lệch như Hình 3.6 và Hình 3.7. Đĩ là do thơng số kích thước của hạt nano gần so với bước sĩng vùng nhìn thấy gần bằng đơn vị và so với bước sĩng vùng tử ngoại thì lớn hơn đơn vị. Khi sử dụng tính tốn Rayleigh, thơng số kích thước (x=πD/λ) phải bé hơn 1. Cĩ nghĩa là với bước sĩng cỡ 0.5 μm thì đường kính hạt phải nhỏ hơn 159 nm, và với bước sĩng cỡ 1 μm thì đường kính hạt phải nhỏ hơn 318 nm thì chúng ta cĩ thể sử dụng tính tốn Rayleigh. Với những hạt cĩ thơng số kích thước so với bước sĩng lớn hơn đơn vị, nên áp dụng lý thuyết tán xạ Mie để tính tốn sự hấp thụ và tán xạ.
Hình 3.7. Hệ số dập tắt đo được [34]
Hình 3.8. So sánh hệ số dập tắt tính tốn lý thuyết theo mơ hình Rayleigh và
Nhĩm của Ladjevardi [82] sử dụng tính tốn Rayleigh để tính tốn hệ số dập tắt do chất lỏng nano chứa graphit và so sánh với kết quả lý thuyết với các kết quả thực nghiệm đã được cơng bố (Hình 3.8). Họ nghiên cứu sự phụ thuộc hệ số suy
giảm vào tỉ lệ thể tích và đường kính hạt nano. Khi tăng tỉ lệ thể tích hạt nano, hệ số dập tắt của chất lỏng nano trong vùng tử ngoại và nhìn thấy tăng theo, cĩ nghĩa là chất lỏng nano sẽ hấp thụ nhiều năng lượng hơn. Kết quả chỉ ra rằng với bước sĩng lớn hơn 1,25 μm, sự thay đổi của hệ số dập tắt gần như cĩ thể bỏ qua và việc thay đổi đường kính hạt graphit khơng cịn nhiều ảnh hưởng. Với vùng bước sĩng thấp hơn 1,25 μm, khi tăng đường kính hạt sẽ làm tăng đáng kể hệ số dập tắt và do đĩ làm tăng lượng năng lượng bị hấp thụ.
Hình 3.9. Hệ số dập tắt tính theo mơ hình Maxwell-Garnett (MG) của các
chất lỏng nano so sánh với thực nghiệm (EXP) [22]
Hình 3.10. So sánh giữa kết quả thực nghiệm và kết quả hai mơ hình lý