CN113811585A - 经由对官能化纳米流体的电荷诱导操纵来增强固/液界面传热的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种用于电荷诱导官能化纳米流体传热的方法，包括：制备纳米流体，使得纳米流体中的第一类型纳米粒子具有第一极性的表面电荷；以及通过向散热器或热源中的一个施加第一电压，将纳米流体中的第一类型纳米粒子吸引到散热器或热源中的一个，第一电压具有与第一极性相反的第二极性。还提供了一种用于电荷诱导官能化纳米流体传热的系统。

Description

经由对官能化纳米流体的电荷诱导操纵来增强固/液界面传 热的方法和系统

技术领域

本申请要求在2019年5月28日提交的美国临时申请62/853,243的优先权。

本发明涉及一种方法和系统，用于促进在操作中产生热量或被加热的设备部件中的传热，例如，内燃机和相关部件，诸如车辆冷却剂、发动机油、传动流体，或使用纳米流体作为传热介质的换热器，或者需要传热的设备，例如热泵。

背景技术

纳米流体(含有纳米粒子的液体)具有比纯基础流体高的热导率(纯基础流体是其中没有任何纳米粒子的基线液体，例如简单的发动机冷却剂)是已知的。添加到流体中的典型纳米粒子需要表面活性剂或持续搅拌/搅动，以保持粒子悬浮。即使有表面活性剂或搅拌，聚集也只是减缓，而不是停止。纳米粒子的聚集会干扰到纳米粒子的传热。

没有表面电荷的纳米粒子将倾向于聚集，并形成团簇。这些团簇不具有与分散或悬浮的单个纳米粒子相同的有益性质，因此起初就不利于添加纳米粒子的观点。在表面带电荷的纳米粒子上添加的官能团将有助于将粒子保持在溶液中。添加有官能团的纳米粒子可从芬兰万塔(Vantaa,Finland)的Carbodeon Limited Oy获得。尽管多种纳米粒子适用于本发明，但具有添加的官能团的纳米金刚石至少由于金刚石的高热导率而被认为在根据本发明一个方面的系统中特别有利。除非另有说明，本文提及的“纳米粒子”应理解为指具有添加的官能团的、表面带电荷的纳米粒子。

本发明的一个方面可以解决的一个问题是(尽管已经证明使用纳米流体增强了热传输)，可从固体热源传递到液体且然后从液体传递到固体散热器的热量受到固体与液体之间界面的限制。如果只是液体的热导率显著增加，其实并不重要。系统中传热的限制因素是热量从金属传到液体和从液体传到金属的速率。在典型系统中，增加现代冷却剂的热导率通常不会对传热产生显著影响。通过本发明，通过增加能量可从固体换热器传递到纳米流体中的纳米粒子以及反之的事件的可能性，可以提高在热源和散热器的固-液界面上的传热速率。

根据本发明的一个方面，制备纳米流体，使得流体中的所有或一定量的纳米粒子经由附着在纳米粒子表面的添加的官能团(氢、胺、羧基化等)而具有相同表面电荷(+或者-)。表面上的这些类似电荷在这些个别表面带电荷的纳米粒子之间产生强大的排斥力，使个别表面带电荷的纳米粒子远离其他表面带电荷的纳米粒子——类似于相同磁极相互排斥的方式。这种相互排斥使表面带电荷的纳米粒子保持悬浮状态，不会一起聚集成大团簇。

根据本发明的一个方面，可以通过使用电压经由电场吸引来操纵在散热器/热源附近的流体中的这些表面带电荷的纳米粒子的密度，从而增加纳米流体的传热和散热，即如果表面带电荷的纳米粒子带正电，则热源(或散热器)带负电将增加热区域(或冷区域)附近的这些表面带电荷的纳米粒子的局部密度。根据本发明的一个方面，提供了一种换热器系统，用以在热源与散热器之间循环纳米流体。然后，用特定频率或波形的特定交流电压或电流向热源/散热器施加交流电压，以迫使表面带电荷的纳米粒子朝向、然后远离相关区域，即热源或散热器。这些被电场操纵的表面带电荷的纳米粒子将能够穿过表面附近的低流体流量区域(在流体流动期间在壁上的边界层，其也限制了热导率)，以增加到体相流体(bulk fluid)中的传热。靠近电极化热源的表面的表面带电荷的纳米粒子的高密度将比单独的基础流体或纳米流体吸收更多热量。热源的极性随后切换，以排斥热的表面带电荷的纳米粒子离开并进入到流体的主体，从而被流体流带走。再次改变极性将从流体流中吸引新鲜、冷的表面带电荷的纳米粒子到热源，以再次散热。例如，系统可以使用机械泵来泵送流体。表面带电荷的纳米粒子没有足够的动量，并且浓度太低，无法操纵基础流体的运动。

这种两种不同材料之间的“界面传热阻力”被定义为Kapitza阻力，并被描述为两种材料之间电子和原子振动状态的差异，即电子和声子跨过界面将能量(热量)从一种材料传输到另一种材料的难易程度。这最终是一个概率(probability)问题——能够在界面上传输能量(热量)的可用原子振动和电子状态越多，热量传输的速度就越快。通过向散热器/热源施加电压，使表面带电荷的纳米粒子(例如纳米金刚石)在(通常)金属界面附近处于非常高的浓度。这些纳米金刚石的电和振动状态与液体相比更类似于金属。类似的原子振动和电能状态的这种增加使得在界面附近声子或电子从金属传入纳米粒子的可能性增加。然后，施加到热源的极性被反转，以排斥热的表面带电荷的纳米粒子离开并进入到流体中。再次改变极性将再次把新鲜的、冷的表面带电荷的纳米粒子带到热源附近。

官能化(表面带电荷的)纳米粒子是已知的。然而，即使放入发动机冷却剂中，它们本身通常也不会真正增加散热。尽管许多论文提及纳米流体如何提高传热效率，但是典型换热器系统中的传热仍然受到固体与液体之间界面处的传热阻力的限制。

IBM和其他公司致力于纳米结构化表面，以增加不同材料之间界面的纳米级表面积。由于更多的表面积与液体、其他类型的固体材料或空气相互作用，这也增加了传热的可能性，但是纳米结构化表面在发动机冷却剂系统等应用中并不实用。

发明内容

根据本发明的一个方面，制备液体以包括一定量的带类似电荷表面的纳米粒子，即所有表面电荷都是正(+)或负(-)。纳米粒子(优选纳米金刚石)被分子覆盖，该分子由于覆盖纳米粒子表面的表面原子或分子内的电子构型而具有部分电荷。由于电子数量较少和氢质子的+撞击，表面键合有氢的纳米金刚石带有正电荷(+)。羧酸盐或胺分子分别含有氧或氮，它们有更多的电子绕它们的轨道运行，而更大量的电子会在金刚石表面产生负(–)电荷。在一个优选实施例中，具有特定表面电荷(+或–，取决于附着在金刚石表面的分子)的金刚石被添加到液体中。它们可以以粉末形式添加或者作为预混合液体溶液添加到体相流体中。纳米粒子的带电荷表面将排斥其他表面带电荷的纳米粒子，并保持整个系统均匀悬浮，几乎没有纳米粒子聚集的风险。为了增强系统中的热传输，热源和散热器将具有施加的振荡电压。热源和散热器是电隔离的(例如，经由橡胶或其他电绝缘垫圈将它们与管道分隔开)。热源和散热器可以具有它们自己的电压源或电源，或者共用电压源或电源。也有可能热源和散热器中只有一个具有电压源或电源。如果热源和散热器共用一个电压源或电源，一根引线将附连到一个(热源或散热器)上，而相反的带电引线将附连到另一个上。这种交流电压将迫使表面带电荷的纳米粒子朝向热源/散热器，然后远离热源/散热器。金属表面附近的局部高纳米粒子密度将增加电子或声子从金属(以热形式)进入纳米粒子的可能性。这是一种经由更高的能量传输可能性来有效降低界面热阻的方法。然后，电压将切换极性，将热的表面带电荷的纳米粒子排斥离开热源(或排斥冷的表面带电荷的纳米粒子离开散热器)，然后再次切换极性，将新鲜的表面带电荷的纳米粒子再次带到表面。由施加的电场操纵的表面带电荷的纳米粒子还会使固体与液体界面处极低流体运动的边界层“短路”。这种边界层是由于壁处的摩擦而产生的，这种摩擦减缓了液体流动并减少了对流传热。被热源或散热器的电荷吸引的表面带电荷的纳米粒子将穿过这个缓慢液体运动薄层，并吸收热量。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于电荷诱导官能化纳米流体传热的方法，该方法包括：制备纳米流体，使得纳米流体中的第一类型纳米粒子具有第一极性的表面电荷；以及通过向散热器或热源中的一个施加第一电压，将纳米流体中的第一类型纳米粒子吸引到散热器或热源中的所述一个，第一电压具有与第一极性相反的第二极性。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于电荷诱导官能化纳米流体传热的系统，该系统包括：散热器或热源中的一个；纳米流体，其包含具有第一极性的表面电荷的第一类型纳米粒子；以及电压供应装置，该电压供应装置被布置用以向散热器或热源中的所述一个施加第一电压，该第一电压具有与第一极性相反的第二极性。

附图说明

通过结合附图阅读以下详细描述，可以很好地理解本发明的特征和优点，在附图中，相似的附图标记表示相似的元件，其中：

图1A-1C是可用于本发明的纳米粒子的可能形状的示意图；

图2是示出具有带电荷表面的纳米粒子的液体的示意图，其中纳米粒子被吸引到具有相反施加电压的热源或散热器；

图3是示出具有带电荷表面的纳米粒子的液体的示意图，其中纳米粒子被具有相同施加电压的热源或散热器排斥；

图4是示出施加的振荡电压随时间的曲线图；以及，

图5是根据本发明一个方面的使用纳米流体的冷却系统的示意图。

具体实施例

根据本发明，通过将添加的官能团附着到第一类型的纳米粒子上，第一类型的纳米粒子21设有具有特定极性的特定表面电荷(即纳米粒子可以是但不一定是“单官能化的”，因为它们通过添加单个官能团而被修饰)。纳米粒子被官能化，官能团具有相同的电荷，即正(+)或负(-)。如图2和图3所示，这些纳米粒子21悬浮在液体23中，每个纳米粒子21都添加有带电荷的表面，如图1A-1C所示(大小、形状和纵横比可以基于期望目的而变化)。所得纳米流体可用于冷却或加热设备中的部件，例如所示的热源31或散热器33。目前认为，纳米粒子浓度的重量百分比的实际范围通常在约0.01重量％与2重量％之间，然而，在某些情况下，该范围之外的浓度可能是理想的。可能发生这种冷却和加热的设备或系统包括内燃机，其中热源31可以是发动机的受热表面，散热器33可以是例如水箱(radiator)。本发明不限于内燃机，而是可应用于需要传热的各种其他设备，例如HVAC热泵、液冷电子设备或电动马达。

图5示出了用于冷却或加热发热部件例如内燃机和相关部件的系统27。系统27包括回路，该回路包括用于将纳米流体循环到热源31和散热器33的管道29或其他合适的导管。热源31和散热器33与管道29电隔离(例如通过橡胶垫圈35)，将它们与管道分隔开。热源31和散热器33可以具有它们自己的电压源或电源v1(以虚线示出)和v2，或者共用电压源或电源v3(以虚线示出)。如果热源31和散热器33共用电压源或电源v3，一根引线43将附连到热源或散热器中的一个，而相反的带电引线45将附连到热源或散热器的另一个。也有可能热源31和散热器33中只有一个具有电压源或电源(例如，只有到散热器33的电压源或电源v2或只有到热源的电压源或电源v1)。

如图3所示(以及在远离图2中的热源31(或散热器33)的液体23中)，表面带电荷的纳米粒子21的带电荷表面将排斥其他表面带电荷的纳米粒子，并保持系统中表面带电荷的纳米粒子均匀悬浮，从而降低纳米粒子聚集的风险。

为了增强图5的系统27中的热传输，当纳米流体在系统中循环时，热源31(和/或散热器33)将具有施加的振荡电压V，例如如图4所示。该电压V将迫使表面带电荷的纳米粒子21朝向(图2)且然后远离(图3)热源31中的每一个(或散热器33)。

在图2中，当电压V迫使表面带电荷的纳米粒子21朝向热源31时，这将导致热源的(通常)金属表面附近的局部高纳米粒子密度，这种局部高纳米粒子密度将增加电子或声子从热源进入纳米粒子的可能性。类似地，当电压V迫使表面带电荷的纳米粒子21朝向散热器33时，散热器表面附近的局部高纳米粒子密度将增加电子或声子从纳米粒子传递到散热器的可能性。通过这种方式，经由更高的能量传输可能性，可以有效地降低界面的热阻。然后电压V将切换极性，以排斥热的表面带电荷的纳米粒子21远离热源31(或迫使冷的表面带电荷的纳米粒子远离散热器33)，然后再次切换极性，以再次将新鲜的表面带电荷的纳米粒子带到热源表面，并将热的粒子带到散热器。

在根据本发明一个方面的电荷诱导官能化纳米流体传热的方法中，制备纳米流体，使得纳米流体的液体23中的第一类型纳米粒子21具有第一极性(例如+或-)的表面电荷。出于讨论的目的，将假设第一类型的纳米粒子21具有正(+)极性。纳米流体也可具有不同于本发明涉及的其他类型的纳米粒子。通常，任何其他类型的纳米粒子，如果具有表面电荷，将具有与第一种类型的纳米粒子相同极性的表面电荷。通过向散热器33或热源31中的一个施加第一电压-V1(图4)，纳米流体中的第一类型纳米粒子21被吸引到散热器33或热源31中的一个，第一电压具有与第一极性(+)相反的第二极性，在该示例中为负(-)。将纳米流体中的第一类型纳米粒子21吸引到热源31导致热源表面附近的局部高纳米粒子密度，如图2所示，并且增加了电子或声子进入纳米粒子的可能性。将第一类型的纳米粒子21吸引向散热器33导致散热器表面附近的局部高纳米粒子密度，并增加电子或声子从纳米粒子转移到散热器的可能性。

在将纳米流体中的第一类型纳米粒子21吸引到散热器33或热源31中的所述一个之后，纳米流体可以移动经过散热器31或热源33中的相反的一个。散热器31或热源33中的所述相反的一个可以具有或不具有施加到其上的电压，以将表面带电荷的纳米粒子21吸引到散热器或热源中的所述相反的一个的表面，用于发生传热，然而，施加具有与纳米粒子电荷相反的电荷的电压将导致散热器或热源中的所述相反的一个的表面附近的局部高纳米粒子密度，并将增加电子或声子从纳米粒子传递到散热器或从热源传递到纳米粒子的可能性。

在将纳米流体中的第一类型纳米粒子21吸引到散热器33或热源31中的所述一个之后，如图3所示，通过向散热器或热源中的所述一个施加第二电压+V2，可将第一类型纳米粒子排斥离开散热器或热源中的所述一个，第二电压具有第一极性(+)，即与第一类型纳米粒子相同的极性。排斥已经从热源31向其传递热量或者已经从其向散热器33传递热量的纳米粒子21有助于从靠近热源或散热器表面的局部高密度区域移除纳米粒子，在该区域中，通常存在纳米流体的相对较慢移动的边界层，并且有助于使其返回到移动较快的流体主体，使得其能够行进到热源或散热器的所述相反的一个并且与那些部件进行传热。

如参考图4所见，第一电压-V1和第二电压+V2通常通过使电压随时间在第一电压与第二电压之间振荡来施加。传热机制与电压和频率两者有关。电压-V或+V的幅值可以改变(如图4中的实线所示，其示出了比具有相同频率的虚线更高的幅值)，并将影响到使声子或电子在纳米粒子与热源31或散热器33之间传递的力。电压不需要围绕零电压轴振荡。此外，电压振荡可以具有比图4中所示的正弦曲线形状更像方形形状，即从正到负以及从负到正的变化可以快速发生，并且正电压和负电压可以基本恒定，直到分别向负电压和正电压切换。电压振荡的频率也可以变化，并影响随着时间的推移会发生多少传热反应。可以针对一个频率下的一个电压和不同频率下的另一个电压优化性能。目前认为，通常希望但不是必须的是，频率应该在10Hz以上，优选但不是必须在50-5000Hz的范围内。目前还认为，峰值电压(振幅)在5mV至1.2V的范围内对于最大效率通常是理想的，但不是必需的。高于1.2V可能会增加水基冷却剂的电解速度。当纳米流体的液体23是能够在更高电压下分解的类型时，例如水或水基冷却剂，那么电压通常将保持在约1.2V的电压以下。除了水或水基冷却剂之外的在高电压下不倾向于分解的冷却剂，例如油，可以允许使用更高的电压。

图4示出了以一种模式振荡的电压，其中最小电压紧接在最大电压后，以及反之，然而，还应当理解，电压可以以多种方式变化。例如，电压可以增加到(+)最大值，然后在一段时间内降低到0V(或更低的(+)电压)，再次增加到相同(或不同的)(+)最大值，降低到0V，等等，持续进行几个循环，然后减少到一个或多个(-)负峰，以排斥被吸引到传热表面的(-)粒子。换句话说，电压不需要立即从一个极性变为相反的极性。虽然通常希望通过以与粒子相同的电荷施加电压来周期性地将粒子从传热表面附近排斥离开，以便最小化粒子聚集的趋势并增强传热，但是根据本发明的方法和设备并不总是需要以这种方式操作。根据信息和认知，波形形状不如峰值和谷值(最大和最小)电压之间的时间以及在最大、最小和0V时的停留时间重要，所有这些都可以改变以实现期望的结果。

通过将第三电压-V3施加到散热器或热源中的所述相反的一个，第一类型的纳米粒子21可以被吸引到散热器33或热源31中的所述相反的一个，第三电压具有第二极性(-)，用于增强从热源或到散热器的传热。这通常是在将第一类型的纳米粒子从散热器33或热源31中的在此处已经发生向散热器的传热或从热源的传热的所述一个排斥离开之后进行。在将第一类型纳米粒子21吸引到散热器33或热源31中的所述相反的一个之后，通过向散热器或热源中的所述相反的一个施加第四电压，可以将纳米流体中的第一类型纳米粒子排斥离开散热器或热源中的所述相反的一个，第四电压具有第一极性(+)。

通常，纳米流体21将被泵37连续泵送经过散热器33或热源31中的一个，并经过散热器33或热源33中的相反的一个。可以调整第一电压-V1、第二电压+V2、第三电压-V3和第四电压+V4中的至少一个的幅值，以及电压振荡的频率。泵37的递送速率可以(但不是必须)根据第一电压-V1、第二电压+V2、第三电压-V3和第四电压+V4的幅值和电压振荡频率中的至少一个的调整来调整，以优化传热。因为增加的电压可能导致纳米粒子克服排斥力并聚集的趋势，所以增加电压振荡的频率可能是降低这种趋势所希望的，因为聚集的时间和机会将会更少。通常，泵速将主要基于系统的热需求而改变，而与供应到热源和/或散热器的功率无关，尽管它可以基于供应到热源和/或散热器的功率而改变。第一电压-V1、第二电压+V2、第三电压-V3和第四电压+V4的幅值和电压振荡的频率中的至少一个可以(但不是必须)作为纳米流体移动经过散热器31或热源33的速率的函数来调整，以便优化传热。

如图5所示，第一电压-V1和第二电压+V2可以经由第一电压源或电源V1(以虚线示出)施加到例如热源31，第三电压-V3和第四电压+V4可以经由第二电压源或电源V2施加到例如散热器33。虽然目前认为通常优选向热源31和散热器33施加电压，但是也可以仅向热源和散热器中的一个施加电压(在图5中示出为电压源或电源v2，其中电压源或电源V1以虚线示出)。向热源和/或散热器施加电压的需要将取决于初始系统设计和传热的优化。还可以经由公共V电压源或电源V3(以虚线示出)施加第一电压-V和第二电压+V2以及施加第三电压-V3和第四电压+V4。

如果将电压源施加到热源31和散热器33中的每一个，连接到热源和散热器中的每一个的管道29将优选地连接到诸如橡胶垫圈35的绝缘体与热源和散热器中的一个之间的地39。如果电压源仅施加到热源31和散热器33中的一个，则连接到被施加电压的热源和散热器中的所述一个的管道通常将连接到绝缘体(例如橡胶垫圈35)与被施加电压的热源和散热器中的一个之间的地39，并且热源和散热器中的另一个不需要连接到地。如果通过公共电压源或电源v3将电压施加到热源31和散热器33，则通常不需要接地，然而，热源31可以连接到诸如橡胶垫圈35的绝缘体与热源之间的地，并且散热器33可以连接到诸如橡胶垫圈的绝缘体与散热器之间的地。在所有情况下，泵37通常与通过任何电压源施加到热源31和/或散热器33的电压电绝缘，即布置在绝缘体(如橡胶垫圈35)的与被施加电压的热源31或散热器33相反的一侧。

施加到例如散热器33的第三电压-V3(和第四电压+V4)的幅值可以不同于施加到例如热源31的第一电压-V1(和第二电压+V2)的幅值，并且施加到散热器和热源的电压的频率也可以不同。

如图5所示，根据本发明一个方面的用于电荷诱导官能化纳米流体传热的系统27包括散热器33或热源31中的至少一个。系统27还包括纳米流体，该纳米流体包括悬浮在液体23中的具有第一极性(例如，为了讨论的目的，正+)的表面电荷的第一类型纳米粒子21(例如，图1A-1C)。系统27还包括电压供应装置，例如电池、发电机、光伏、风电、塞贝克(热电)效应、压电、热电或任何其他合适的电压源或电源(电压源或电源v1、v2、v3)，该电压供应装置被布置用以向散热器33或热源31中的一个施加第一电压-V1，该第一电压具有与第一极性(+)相反的第二极性(-)，使得具有第一极性(+)的纳米粒子将被吸引到具有第二极性(-)的散热器33或热源31中的一个。

提供了诸如泵37的装置，用于在将纳米流体中的第一类型纳米粒子21吸引到散热器或热源中的一个之后，使纳米流体移动经过散热器33或热源31中的相反的一个，即回路可以包括散热器和热源。电压供应装置和用于移动纳米流体的移动装置可以被配置成使得用于移动纳米流体的移动装置的速率可以是第一电压的幅值的函数，然而，应当理解，体相流体的移动是经由用于移动纳米流体的移动装置例如泵37来完成的。电压供应装置可以被配置用以调整第一电压-V1(或其他电压+V2、-V3、+V4)的幅值和/或电压振荡的频率。电压供应装置可布置用以在施加第一电压之后，将第二电压+V2施加到散热器33或热源31中的一个，第二电压具有第一极性(+)，使得具有第一极性(+)的纳米粒子将被排斥离开散热器或热源中的所述一个。第二电压源或电源v2可布置用以向散热器33或热源31中的相反的一个供应电压。代替单独的第一和第二电压源，可以布置公共电压源或电源v3来向散热器33和热源31供应电压。

在本申请中，术语例如“包括”的使用是开放式的，并且旨在具有与术语例如“包含”相同的含义，并且不排除其他结构、材料或动作的存在。类似地，尽管诸如“可以”或“可”的术语的使用旨在是开放式的，并且反映结构、材料或动作不是必需的，但是未使用这些术语并不旨在反映结构、材料或动作是必需的。就结构、材料或行为目前被认为是必要的而言，它们被确定为是必要的。

虽然已经根据优选实施例说明和描述了本发明，但是应当认识到，在不脱离权利要求中阐述的本发明的情况下，可以对其进行变化和改变。

Claims (27)

1.一种用于电荷诱导官能化纳米流体传热的方法，包括：

制备纳米流体，使得纳米流体中的第一类型纳米粒子具有第一极性的表面电荷；和

通过向散热器或热源中的一个施加第一电压，将纳米流体中的所述第一类型纳米粒子吸引到散热器或热源中的所述一个，所述第一电压具有与所述第一极性相反的第二极性。

2.根据权利要求1所述的方法，包括：使纳米流体移动经过散热器或热源中的相反的一个。

3.根据权利要求2所述的方法，包括：根据纳米流体移动经过散热器或热源中的所述相反的一个的速率，调整所述第一电压的幅值。

4.根据权利要求1所述的方法，包括：在将纳米流体中的所述第一类型纳米粒子吸引到散热器或热源中的所述一个之后，通过向散热器或热源中的所述一个施加第二电压，将纳米流体中的所述第一类型纳米粒子排斥离开散热器或热源中的所述一个，所述第二电压具有所述第一极性。

5.根据权利要求4所述的方法，包括：通过使电压随时间在所述第一电压与所述第二电压之间振荡，来施加所述第一电压和所述第二电压。

6.根据权利要求5所述的方法，包括：通过向散热器或热源中的相反的一个施加第三电压，将纳米流体中的所述第一类型纳米粒子吸引到散热器或热源中的所述相反的一个，所述第三电压具有所述第二极性。

7.根据权利要求6所述的方法，包括：在将纳米流体中的所述第一类型纳米粒子排斥离开散热器或热源中的所述一个之后，通过向散热器或热源中的所述相反的一个施加所述第三电压，将纳米流体中的所述第一类型纳米粒子吸引到散热器或热源中的所述相反的一个。

8.根据权利要求7所述的方法，包括：将纳米流体泵送经过散热器或热源中的所述一个，并经过散热器或热源中的所述相反的一个。

9.根据权利要求6所述的方法，包括：在将纳米流体中的所述第一类型纳米粒子吸引到散热器或热源中的所述相反的一个之后，通过向散热器或热源中的所述相反的一个施加第四电压，将纳米流体中的所述第一类型纳米粒子排斥离开散热器或热源中的所述相反的一个，所述第四电压具有所述第一极性。

10.根据权利要求9所述的方法，包括：调整所述第一电压、所述第二电压、所述第三电压和所述第四电压的幅值以及电压振荡频率中的至少一个。

11.根据权利要求9所述的方法，包括：根据对所述第一电压、所述第二电压、所述第三电压和所述第四电压中的至少一个的幅值以及电压振荡频率中的至少一个的调整，来调整泵的递送速率。

12.根据权利要求9所述的方法，包括：通过使电压随时间在所述第三电压与所述第四电压之间振荡，来施加所述第三电压和所述第四电压。

13.根据权利要求12所述的方法，包括：通过使电压随时间在所述第一电压与所述第二电压之间振荡，来施加所述第一电压和所述第二电压。

14.根据权利要求13所述的方法，包括：经由第一电压源施加所述第一电压和所述第二电压，以及经由第二电压源施加所述第三电压和所述第四电压。

15.根据权利要求13所述的方法，包括：经由公共电压源施加所述第一电压和所述第二电压以及施加所述第三电压和所述第四电压。

16.根据权利要求6所述的方法，包括：将纳米流体泵送经过散热器或热源中的所述一个，并经过散热器或热源中的所述相反的一个。

17.根据权利要求6所述的方法，其中所述第三电压的幅值不同于所述第一电压的幅值。

18.根据权利要求1所述的方法，包括调整所述第一电压的幅值。

19.根据权利要求1所述的方法，其中，纳米流体被制备成使得：通过将添加的官能团附着到所述第一类型纳米粒子上，而使纳米流体中的所述第一类型纳米粒子具有所述第一极性的表面电荷。

20.一种用于电荷诱导官能化纳米流体传热的系统，包括：

散热器或热源中的一个；

纳米流体，所述纳米流体包含第一类型纳米粒子，所述第一类型纳米粒子具有第一极性的表面电荷；和

电压供应装置，所述电压供应装置被布置用以向散热器或热源中的所述一个施加第一电压，所述第一电压具有第二极性，所述第二极性与所述第一极性相反。

21.根据权利要求20所述的系统，包括所述散热器或所述热源中的相反的一个和用于移动纳米流体的装置，在将纳米流体中的所述第一类型纳米粒子吸引到散热器或热源中的所述一个之后，所述用于移动纳米流体的装置使纳米流体移动经过散热器或热源中的相反的一个。

22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述电压供应装置和所述用于移动纳米流体的装置被配置成使得：所述用于移动纳米流体的装置移动纳米流体的速率是所述第一电压的幅值的函数。

23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述电压供应装置被配置用以调整所述第一电压的幅值。

24.根据权利要求20所述的系统，其中，所述电压供应装置被配置用以调整所述第一电压的幅值。

25.根据权利要求20所述的系统，其中，所述电压供应装置被布置用以：在施加所述第一电压之后，将第二电压施加到散热器或热源中的所述一个，所述第二电压具有所述第一极性。

26.根据权利要求25所述的系统，其中，所述电压供应装置包括第一电压源和第二电压源，所述第一电压源被布置用以向散热器或热源中的所述一个供应电压，所述第二电压源被布置用以向散热器或热源中的相反的一个供应电压。

27.根据权利要求25所述的系统，其中，所述电压供应装置包括公共电压源，所述公共电压源被布置用以向散热器和热源供应电压。

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