为了满足不断增长的全球能源需求,石油行业已将注意力转向提高煤层气采收方法。泡沫压裂增透是其中一种方法。利用纳米颗粒构建持久的纳米颗粒稳定泡沫,在室温和高温下研究了离子表面活性剂对有无二氧化硅纳米粒子的泡沫稳定性的影响,并分析了发泡性、泡沫质地和形态。结果表明当质量分数为1%~3%的MgCl2存在时,AOS表面活性剂泡沫的泡沫高度为19~21 cm,使用纳米粒子存在最佳的纳米粒子质量分数,泡沫稳定性增加。研究纳米颗粒-表面活性剂体系对于采用泡沫压裂提高煤层渗透性具有一定指导意义。

本文阐述了一种测量纳米、亚微米颗粒粒度的新方法-光子相关光谱法.作为一项新的技术,该项国家标准的推出将为光子相关光谱法测量颗粒粒度的方法的正确使用与测量结果的解释提供统一性与规范性.在等同采用国际标准制定国家标准的工作中,本项研究旨在利用颗粒度标准物质对该标准方法的可行性加以实验验证;并对粒度测量方法的有关细节进行了讨论.

以2,5-二（5-硫酮-1,2,4-二噻唑-3-甲酰胺基）-对苯二甲酸（BtdyTA）作为修饰剂,以NaBH4为还原剂,在AgNO3水溶液中合成了BtdyTA表面修饰的银纳米颗粒,采用透射电子显微镜、傅立叶红外转换光谱仪和热分析仪表征了纳米颗粒的形貌、结构和热稳定性,并在四球摩擦试验机上测试了表面修饰银纳米颗粒的减摩抗磨性能。结果表明,表面修饰的银纳米颗粒粒径分布均匀,平均粒径约8nm,无团聚现象,可很好分散于液体石蜡等有机溶剂中;作为基础润滑油添加剂,在实验条件下（1450r/min,30min）,当添加量为0.25%（质量分数）时,可降低摩擦因数32%,减小磨斑直径39%。

确定性横向迁移（DLD）是一种利用微米尺寸障碍物阵列对含有颗粒或分子混合物的液流在横跨流体方向上进行连续分离的技术。利用DLD原理,本文介绍了一种连续分离纳米颗粒混合物（颗粒半径可小到70nm）的装置。该装置根据颗粒的半径大小,可在几秒钟内完成分离。文中还研究了装置的几何形状和分离参数之间的关系。这项分离技术最终将被应用到蛋白质分子分离方面。

磁性液体密封是一种新型密封方式,具有零泄漏、无污染、寿命长和可靠性高等优点,广泛应用于干式罗茨真空泵、反应釜、船舶尾轴和旋转式血泵等密封领域。目前,磁性液体密封技术在气体、真空条件下的应用已趋于成熟,但在液体密封方面起步较晚,存在密封界面稳定较差、磁性液体乳化失效等一系列问题。因此,基于磁性液体在液体密封领域的研究及应用现状进行归纳总结,从而为磁性液体在液体密封领域发展提供理论参考。

本次研究,在传统磁流变液中加入带有磁性的纳米级铁磁矿颗粒和不带磁性的纳米级二氧化硅颗粒作为新配方并进行实验,结果显示,与传统的未加入纳米铁磁颗粒的磁流变液相比,新型磁流变液其流变性能有了明显的提高。另一方面,加入了纳米级别的触变剂之后磁流变液的沉淀率也同时有了显著的降低。同时,在所有合成的磁流变液样品中都观察到了剪切变稀现象。

文章通过原子转移自由基的方法合成复合铁磁颗粒,并以不带磁性的纳米级二氧化硅颗粒作为触变剂合成了一种新型的磁流变液。结果显示,与传统的经典磁流变液相比,新型磁流变液其流变性能有了明显提高。另一方面,加入了纳米级别的触变剂之后磁流变液的沉淀率也同时有了显著降低。同时,在所有合成的磁流变液样品中都观察到了剪切变稀现象。

为探究纳米颗粒对于水基纳米液压液抗磨减摩特性的影响机制,以水基Cu纳米液压液为例,构建纳米流体在平板间做剪切流动的动力学模型,采用Lennard-Jones势函数、嵌入原子势(EAM)、MCY建立原子间势能模型,研究不同压力、不同纳米颗粒含量、不同剪切速度下水基纳米液压液的抗磨减摩特性和承载能力。结果表明:水基纳米液压液的承载能力随着纳米颗粒数量的增加而增大;在一定范围内,摩擦力会随着纳米颗粒含量的增大而减小,但过大的纳米颗粒含量将导致摩擦加剧。借助分子动力学模拟的方法,探索在剪切作用下纳米颗粒的运动状态,结果发现纳米颗粒绕不同坐标轴的角速度分量存在较大的差异,表明纳米颗粒在模拟区域的上下金属壁面之间起到类似滚珠轴承中“滚珠”的作用。

采用分子模拟方法,研究不同压力、剪切速度、纳米颗粒浓度、温度条件下水基纳米液压液在动力学模型中的流动特性、承载能力和抗磨减摩特性。结果表明:纳米流体承载能力随纳米颗粒浓度的增加而增大;随着负载的增加,基础流体和纳米流体均会发生固化现象,但是纳米流体的过渡压力大于基础流体;壁面间摩擦力在一定范围内会随着纳米颗粒浓度的增大而减小,但过大的纳米颗粒浓度将导致摩擦加剧;纳米流体温度过高将导致壁面间摩擦力急剧升高;水基纳米液压液抗磨减摩机理主要在于纳米颗粒将滑动摩擦转化为滚动摩擦。

选取市面上几种高等级的发动机润滑油SN 5W-40（壳牌、嘉实多和MGSS）,对其摩擦学性能及其润滑机制进行分析。利用四球试验机和高频往复摩擦磨损试验机考察其摩擦学性能,使用X射线荧光仪（XRF）对润滑油所含的元素进行分析,通过离心工艺得到润滑油所含的固体物质并进行透射电镜（TEM）表征。结果发现,3种润滑油均含有纳米颗粒,且它们的纳米颗粒形态与结构各异,纳米颗粒较容易进入摩擦界面,提高了润滑油的润滑性能。