La nanotechnologie: un moyen efficace pour améliorer le pouvoir refroidissant de l’eau

Comment peut-on imaginer que des particules de l’ordre du milliardième de mètre peuvent avoir un telle utilité ?
Il a été prouvé que l’ajout d’une pincée de nanoparticules dans l’eau améliore sa conductivité thermique, et donc sa capacité à évacuer la chaleur d’un corps avec laquelle elle peut être en contact(de 60%!).
Aujourd’hui, partout dans le monde la production de froid constitue une contrainte financière importante( ne serait-ce que le refroidissement industriel, il consomme 7% de l’électricité produite au sein de l’Union européenne). Ce chiffre de 60% offre donc un gain intéressant.
Les data centers, véritables cerveaux de l’internet ou les industries lourdes nécessitent beaucoup d’énergie pour le refroidissement. Dans le cas des data-centers qui constituent les centres nerveux de l’Internet, la nanotechnologie devrait permettre d’installer plus de serveurs dans une surface donnée sans avoir à ajouter des climatiseurs consommant de l’énergie à outrance.

Le refroidissement par nano fluide est un phénomène connu ayant été découvert il y a vingt ans, mais c’est seulement récemment qu’il a été révélé. Car selon Mamoun Muhammed de l’Institut royal technologique de Suède, l’un des plus importants chercheurs à ce sujet, trois problèmes restaient à résoudre:.

-Le premier a été de stopper les particules s’agglomérant entre elles(ou se collant), donc cesser d’être nano. Ce problème a été résolu en ajoutant des agents émulsifiants tels que le bromure de cétrimonium (développé à l’origine comme un antiseptique) au mélange.

-Le deuxième problème est quelles étaient les particules à utiliser. A un moment donné les oxydes de métaux tels que le zinc et le cuivre semblaient être les favoris, mais de minuscules tubes en carbone ont également été explorées. Ceci, à son tour a soulève la question de savoir comment le phénomène fonctionne réellement. Ce n’était pas simplement une question de l’ingrédient ajouté (6-8% du volume total semble être la combinaison optimale). Mais on a découvert que les nanofluides étaient de meilleurs conducteurs que la somme de leurs parties. Cela suggère que les particules ont la capacité de modifier la structure de l’eau de façon à améliorer sa conductivité. L’eau, malgré son apparence protéiforme, a beaucoup de structures internes, en particulier quand elle est froide. Les molécules sont organisées de manière à ressembler à l’état solide du matériau, de la glace. Les Nanoparticules peuvent inévitablement modifier cette répartition, et peut rendre donc le mélange plus capable de transmettre la chaleur.

Le plus gros problème pour l’application industrielle, c’est l‘échelle. Lorsque l’on augmente les quantités, la façon dont les constituants se mélangent et réagissent, est altérées. C’est pourquoi il est difficile de prédire à partir d’expériences à petite échelle ce qui se passera dans un contexte commercial.
Il serait donc plus judicieux d’étudier l’application du phénomène cas par cas plutôt que dans sa globalité.