在纳米领域寻找燃油高率低排放的途径

要提高燃油燃烧的效率，必须提高燃油的雾化程度，也就是增大其比表面积。人们在生活中都知道，当沸腾的油锅中有水时，就会发生油滴的爆溅，使油的比表面积变大，而纳米燃油添加剂正是通过这样的过程让燃油二次雾化，上万倍地提高了燃油的物理活性。

　　纳米是个长度单位，为十亿分之一米，纳米技术则是在纳米尺度上研究物质的相互作用和运动规律，以及在实际应用中利用这些规律的多学科的科学和技术。研究热点集中表现在纳米强度支撑材料、纳米结构器件、纳米探测技术、纳米组装界面材料等四个方面。其中纳米组装界面材料主要针对表面或界面问题的二元协同纳米界面材料进行研究，从改变纳米材料表面或界面性质入手，实现性质不同材料的界面重组，用纳米尺度的介观颗粒构建出新的材料。

　　纳米燃油添加剂，就是采用纳米组装技术研发生产，即由采用辐射化工工艺生产的纳米组装材料和水构成的。当添加剂按1：10000的比例加入燃油后，纳米组装材料的作用使其中的水迅速分散成纳米尺度的颗粒（直径仅为6个纳米的小球），并形成热力学稳定相存在。当燃油被雾化时，每个雾滴中含有上万个纳米尺度的水颗粒。由于每个水颗粒均被具有一定强度的界面膜所包围，水的沸点又小于汽油和柴油，这些颗粒在燃油燃烧前会同时发生“微爆”，炸碎燃油雾滴，使之进一步雾化达到纳米尺度，使燃油充分燃烧，并降低污染物的排放。同时，纳米水的亿万次“微爆”过程可以将发动机中的积碳炸碎，而在高温下，水分子可与被炸碎的积碳进行水煤气反应，生成可燃气体参与燃烧，从而清理了发动机燃烧室。

　　燃料燃烧的充分与否主要依赖于其物理活性的大小，也主是燃油是否充分雾化。一般机械雾化的极限是50微米，这样的燃油雾滴还不大，要比汽化燃油（纳米尺度）的物理活性小数百万倍。如果能在燃油雾滴中预置一些“定时炸弹”，并让它们在燃烧前定时爆炸，将数十微米的燃油雾滴炸碎成纳米尺度的燃油分子团，那就同汽化燃油一样了。加水能够促进燃烧，比如乳化油，但是乳化油大概要加30%的水，才有20%左右的节油率，但是由于缺少炸弹的机制，所以威力很有限，并且由于水的汽化所需的热量只能来自燃料自身的燃烧，所以燃料的动力性能反而下降。另外还存在分层、破乳等不稳定现象。

　　为了解决这些问题，运用最先进的纳米技术，把普通水处理成纳米水，使水与燃油因高度微乳化而溶为一体，以解决乳化燃油的热力学不稳定问题。由于水的沸点比燃油组分的沸点低，在燃油燃烧前的机械压缩过程会使燃油雾滴迅速加热，从而让预置在其中的纳米水颗粒的温度超过那个压力下的沸点，纳米水颗粒就可在燃油燃烧前定时爆炸，从而炸碎燃油雾滴，充分激活燃油的物理活性，让燃油燃烧充分。这样，自然就会节省燃油，降低尾气污染排放。有效治理汽车尾气和改善燃料油燃烧将是解决城市环保问题和人类能源问题的有效手段。