Menu

Матеріали з водовідштовхувальним нано-поверхнею дозволяють рідини кипіти без утворення бульбашок.

Материалы с водоотталкивающей нано-поверхностью позволяют жидкости кипеть без образования пузырей.


Уявіть собі киплячу воду, перше, що приходить на розум - це маленькі і великі бульбашки пари, що піднімаються на поверхню. А тепер уявіть собі киплячу воду, в якій бульбашки пари не утворюються. Такі ефекти вже були реалізовані вченими раніше з допомогою різних фізичних прийомів, але новий варіант реалізації кипіння без утворення бульбашок дозволяє воді виступати в ролі високоефективного охолоджувача для об'єктів, температура яких значно перевищує точку кипіння води.

Дане явище засноване на так званому ефекті Лейденфроста. З цим ефектом стикався не раз в житті кожна людина. Досить лише згадати розігріту сковорідку, на поверхню якої впала крапля води. Замість того, щоб розтектися по поверхні, крапля шипить і катається по поверхні за рахунок того, що висока температура випаровує достатньо води для того, що б створити парову "подушку" між поверхнею та водою, коли температура поверхні знижується, то крапля води знову входить з нею в зіткнення і відбувається мікровибух, викликаний моментальним випаровуванням деякої кількості води.

Ефект Лейденфроста є великою проблемою на металургійних, хімічних підприємствах і в ядерних реакторах, скрізь, де вода може увійти в зіткнення з перегрітими металевими стінами, що може призвести до вибуху в деяких випадках. Але якщо змусити воду весь час триматися на деякій відстані від поверхні, то верхній шар матеріалу швидко охолоне до температури кипіння води і ризик вибуху буде повністю виключений.

Для перевірки вищеописаного методу команда вчених покрила поверхню металевих куль сверхгидрофобным покриттям на основі наночастинок. Кулі були нагріті до температури 400 °C і після цього занурені у воду. Замість того, щоб відтворити невеликий паровий вибух навколо сильно нагрітого металу, вода, яка не входить в контакт з поверхнею, інтенсивно нагрівалася без активного утворення бульбашки, а температура поверхні кулі швидко знизилася до позначки в 100 °C.

Звичайно, дана технологія навряд чи коли-небудь буде використана при виготовленні кухонного посуду і начиння, але от у деяких галузях промисловості, у тепловій і атомній енергетиці поверхні, що перешкоджають утворенню бульбашок при кипінні води, можуть знайти досить широке застосування, роблячи технологічні процеси більш безпечними.

|