Anomalous behavior of liquid molecules near solid nanoparticles; Novel interpretation on thermal conductivity enhancement in nanofluids

固体ナノ粒子の近くでの液体分子の異常な挙動; ナノ流体における熱伝導率の向上に関する新しい解釈

橋本 俊輔*; 山口 聡*; 原田 雅史*; 中島 健次  ; 菊地 龍弥*  ; 大石 一城*

Hashimoto, Shunsuke*; Yamaguchi, Satoshi*; Harada, Masashi*; Nakajima, Kenji; Kikuchi, Tatsuya*; Oishi, Kazuki*

最近、粒子分率から計算される理論的に予測された値と比較して、ベース液体と分散された固体ナノ粒子で構成されるナノ流体の熱伝導率の異常な改善が報告されている。一般に、気体と液体の熱伝導率の値は、並進運動中の分子の平均自由行程によって支配される。ここでは、ナノ粒子の周りの液体分子の振動挙動がこれらの熱伝導率の増加に寄与している可能性を示す確かな証拠を提示する。

Recently, it has been reported that anomalous improvement in the thermal conductivity of nanofluid composed of base liquids and dispersed solid nanoparticles, compared to the theoretically predicted value calculated from the particle fraction. Generally, the thermal conductivity values of gases and liquids are dominated by the mean free path of the molecules during translational motion. Herein, we present solid evidence showing the possible contribution of the vibrational behavior of liquid molecules around nanoparticles to increasing these thermal conductivities.