2016年12月8日
以贝克曼高等科学技术研究所核物理、等离子体和放射工程助理教授张杨为首的一组科学家的最新发现,推翻了一个已经成为规范80多年的理论,并为石油工业带来了重大前景。亚博老虎机网登录
研究结果显示,在不久的将来,汽油和原油等产品的全国运输速度将提高30倍,油箱加油的时间也将从几分钟缩短到几秒。
张的研究小组利用在橡树岭国家实验室(ORNL)和美国国家标准与技术研究院(NIST)的高通量中子源在过去一年来记录烷烃的分子运动,这是天然气和石油的重要组成部分。该小组研究了液体烷烃的厚度可以显著减小,可以使在该物质的流动速率显着增加。
烷烃基本上是碳原子的链。通过改变一个链烷烃分子主链上的一个碳原子,我们可以让它流动的速度加快30倍。
张洋,助理教授,贝克曼研究所高级科学技术亚博老虎机网登录
这一发现是由张业遂,他的研究生柯杨,蔡志坤,和阿布舍克Jaiswal,和合作者Madhusudan特亚吉博士在NIST和杰弗里·S·穆尔,化学的贝克曼研究所和霍华德休斯医学研究所教授在伊利诺伊州的临时主任,以及相矛盾成立于由瓦尔特·卡斯曼和亨利·艾林,来自普林斯顿大学的教授在40年代后期,一个流行的理论。
普林斯顿大学的教授们曾说过,在接近熔点时,所有烷烃都具有普遍的粘度。张说,这个理论已经被引用了3000多次。
然而,该小组发现液体烷烃动态的截然不同的奇偶效应。几乎所有的介绍性的有机化学教科书教在固体烷烃即奇偶效果,由于在偶数的和奇数烷烃固体周期性填料的差,形成它们的熔点和密度的奇偶变化。然而,因为有在液体中没有周期结构,这样的效果是在液体烷烃意外。
我们本来以为没有结构的内存可以从固体结转到液体,但显然,较冷的液体已经内置到其扩散奇偶效应的起源!
Martin Gruebele教授,James R. Eiszner化学讲座教授
“分子粘性流动的经典Kauzmann-的Eyring理论过简化,”张说。“看来有些化学教科书可能需要修改。”
该团队利用了超高分辨率(纳米级,十亿分之一米)和超高速(皮秒级,万亿分之一秒级)的“摄像机”,利用中子对分子进行录像。“中子‘显微镜’是重大突破,在材料研究,我们用它来看待一切。亚博网站下载还有我们以前从来没有见过的东西,”张说。
这项研究名为“动态单双影响液体正构烷烃靠近它们的熔点,”据报道,在德国出版,应用化学国际版,这是世界领先的化学杂志。这一新发现对理解和改善各种化学工艺,包括热传递,润滑和扩散通过多孔介质的基本。
2015年秋,张博士获得美国化学学会石油研究基金博士新研究员奖,开始了这项研究。杨珂,2016年夏季毕业,目前就职于陶氏化学公司,是该研究论文的第一作者。
来源:http://npre.illinois.edu/