用食品添加剂和纳米粒子制成的更安全的防冻剂

有毒化学物质可被丙二醇和小金属颗粒的流体取代

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美国ACTA Technology公司的研究人员用食品添加剂丙二醇替代了有毒的乙二醇——防冻剂和除冰剂的主要成分,并加入纳米颗粒以改善混合物的性能,从而创造出一种他们认为更安全、更环保、性能优于现有产品的防冻配方。

虽然乙二醇有毒,但它有甜味,每年都有成千上万的人,其中许多是儿童,以及无数的宠物和野生动物,因意外饮用防冻剂而中毒。另一方面,丙二醇可以安全食用,并且在某些食品中用作添加剂以保持其湿润。它已经在一些工业领域(如食品生产)中用作防冻剂,但其粘稠、糖浆状的稠度使其不适合广泛使用。

ACTA首席执行官迈克尔·米纳德在美国丹佛举行的第249届美国化学学会全国会议暨博览会上表示:“我们的目标是创造一种无毒的传热流体,克服丙二醇-水混合物的传统限制。”他解释说,在混合物中添加金属氧化物纳米颗粒会降低其粘度。“我们看到的一个特性是剪切稀化,这会大幅降低粘度。”


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ACTA首席技术官爱德华·克兰西补充说,其他研究这种“纳米流体”的研究人员在粘度方面遇到了困难,因为他们使用表面活性剂来阻止纳米颗粒粘在一起。然而,ACTA使用的纳米颗粒由于其正电荷和非球形、支链结构,无需表面活性剂即可稳定。“由于我们不受使用表面活性剂的约束,因此我们不会像我们许多前辈那样陷入粘度方面的困境,”克兰西说。

由此产生的溶液不仅无毒,而且作为防冻剂可能更有效,其传热能力几乎是乙二醇配方的两倍。“这些金属[纳米颗粒]的导热率远高于基础流体,因此如果你将它们放入,你会增加整体的传热,”克兰西解释道。

ACTA已为其防冻剂申请了专利,目前正在研究扩大生产的方法。米纳德说,其制造成本总共将“接近或低于”乙二醇防冻剂,他们乐观地认为它将在几年内进入市场。“我们相信,最终产品将在各个行业中得到广泛应用,”米纳德说。

未参与这项研究的顾问毒理学家约翰·霍斯金斯表示,用丙二醇替代乙二醇总体而言是积极的一步,可以减少中毒事件,但指出必须考虑任何新配方的环境影响以及毒性。“在环境中,乙二醇的降解速度比丙二醇更快,”他说。“[在现有产品中],乙二醇在降低冰点方面更有效,因此可能需要在防冻剂中使用更多的丙二醇才能达到相同的效果。”

本文经化学世界许可转载。这篇文章于2015年3月26日首次发表

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