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Design of a Liquid Impregnated Surface with a Stable Lubricant Layer in a Mixed Water/Oil Environment for Low Hydrate Adhesion

润滑油 水合物 笼状水合物 粘附 化学工程 成核 图层(电子) 材料科学 化学 纳米技术 复合材料 有机化学 工程类
作者
Abhishek Mund,Amit K Nayse,Arindam Das
出处
期刊:Langmuir [American Chemical Society]
卷期号:39 (34): 11964-11974 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acs.langmuir.3c00320
摘要

Clathrate hydrate is a naturally occurring icelike solid that forms in the water phase under suitable temperature and pressure conditions in the presence of one or more hydrophobic molecules. It also forms inside the oil and gas pipes, leading to higher pumping cost, flow blockage, and even catastrophic accidents. Engineered surfaces with low hydrate adhesion can provide an effective solution to this problem. Liquid impregnated surfaces are examples of engineered surfaces that have already shown tremendous potential for reducing the nucleation and adhesion of solids. Here, we report the design and synthesis of liquid impregnated surfaces with extremely low hydrate adhesion under an oil and water mixed environment. The most challenging aspect of designing these surfaces was to stabilize a lubricant layer simultaneously under water and oil. A detailed methodology to make such lubricant-stable surfaces from a theoretical perspective was described and experimentally validated for lubricant stability. Experimental measurements on such surfaces showed extremely low hydrate accumulation and 1 order of magnitude or more reduction in hydrate adhesion force.
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