01　纳米流体的概念
　　1995年, 美国Argonne 国家实验室的Choi等人首次提出纳米流体概念。纳米流体是一种将少量纳米颗粒（粒径小于100 nm 的粒子）按照一定的比例和方法添加到液体介质（基液）中所形成的稳定悬浮液。纳米流体在能源、化工、汽车、建筑、微电子等领域具有巨大的潜在应用前景，从而成为材料、物理、化学、传热学等众多领域的研究热点。
　　纳米粒子的类型：金属（Au，Ag，Cu，Sn，Ni等）、金属氧化物（Al2O3，CuO，ZnO，Fe3O4等）、非金属无机化合物（SiC，SiO2，MoS2，ZrO2等）、有机化合物（碳纳米管、石墨烯、富勒烯等）。

　　基液包括：水、乙二醇、丙酮、烯烃、脂类、机油、导热油、变压器油等。

　　02　纳米流体的制备
　　单步法和两步法2种。
　　单步法是指在纳米颗粒制备的同时直接将颗粒分散到基液中，纳米颗粒和纳米流体的制备同时完成。单步法不存在纳米粒子的干燥、贮存、运输和再分散等过程，所以纳米粒子不易团聚，可直接获得分散稳定的纳米流体。但制备方法复杂，成本高，不适宜大批量生产。
　　两步法是指先制备纳米粉体，干燥后再分散于基液中。满足了工业生产的需要，但实际应用中仍存在纳米粒子在基液中的分散稳定性问题，纳米颗粒容易自聚，长时间放置后聚合的纳米颗粒会从基液中析出。
　　03　纳米流体的主要研究方向和应用

　　传热
　　纳米流体的高导热系数强化了基液的传热性能，为提高能源利用率、降低能耗提供了一种新的解决方案。早期的很多文献证实了纳米流体在冷却剂和发动机润滑油中的有效作用，例如：航空发动机热交换系统、汽车冷却系统、太阳能蒸馏系统、微管道散热器等。
　　传质
　　研究主要集中在强化气液传质方面，与一般气液传质相比，纳米流体具有较大的比表面积和表面活性，能够大幅度地增大气液的接触面积，提高吸收速率。主要应用在环境保护和天然气储存上。
　　较少摩擦和磨损
　　把纳米颗粒加入到润滑油中形成的纳米流体，能改善润滑油的摩擦学特性。纳米颗粒在接触区附近充当微小滚动轴承，从而减小了接触面积，降低了摩擦力；纳米颗粒形成边界吸附膜，将接触表面分隔开，从而减小磨损；纳米颗粒和纳米流体能够抑制擦伤和划痕导致的损伤。从而增加机器的使用效率、延长机器零部件的使用寿命。进一步研究方向是：纳米流体的可控微观结构研究；纳米流体的长期稳定性，实际应用下的稳定性和无数热循环后的稳定性；纳米流体的理论体系需要更进一步的试验研究。

　　对接触疲劳寿命的影响
　　滚动接触疲劳（RCF）失效是导致包括滚动轴承、齿轮、凸轮转子等摩擦机械部件失效的关键因素，当交变应力超过滚动体塑性变形所需的Z小应力时发生RCF。RCF在次表面结构不连续处产生显微裂纹并扩展至表面，形成表面剥落或麻点。RCF寿命取决于润滑油基础油的类型和添加剂的使用。纳米流体在合适的添加剂含量下能够显著提高接触润滑时的疲劳寿命。

（来源：轴承杂志社）