Инженеры изобрели способ более эффективного кипячения воды. Статья об этом опубликована в Advanced Materials.
Кипячение отличается от простого нагрева жидкости тем, что в процессе образуются пузырьки газа. Эти пузырьки влияют на теплообмен между нагревателем и жидкостью, что может снизить его эффективность.
“Если на поверхности нагревателя появляется много пузырьков, значит кипение происходит эффективно, но при этом большое число пузырьков могут объединяться и формировать паровую пленку”, – говорит Янгсап Сонг из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли.
Паровая пленка между нагревателем и водой снижает эффективность теплоотдачи и понижает эффективность кипения. В связи с этим инженеры предложили три способа модифицировать поверхность. Во-первых, необходимо создать на ней сеть микротрубок шириной 10 микрон на расстоянии около двух миллиметров друг от друга. Это снижает концентрацию пузырьков на поверхности, но при этом понижает эффективность кипения. Поэтому инженеры добавили на микротрубки выпуклости размером в несколько нанометров, увеличив площадь поверхности. Наконец, ученые создали на поверхности нагревателя ряд углублений в центре групп микроскопических столбиков, чтобы увеличить скорость отбора жидкости.
Поскольку наноструктуры способствуют испарению под пузырьками, а столбики поддерживают постоянную подачу жидкости к основанию пузырьков, эффективность кипения повышается. Однако исследователи отмечают, что технология в нынешнем виде непригодна для массового производства, и повысить эффективность коммерческих нагревателей с ее помощью удастся лишь после длительной доработки.