Представьте себе кипящую воду, первое, что при этом приходит на ум - это маленькие и большие пузырьки пара, поднимающиеся на поверхность. А теперь представьте себе кипящую воду, в которой пузырьки пара не образуются. Такие эффекты уже были реализованы учеными ранее с помощью различных физических уловок, но новый вариант реализации кипения без образования пузырьков позволяет воде выступать в роли высокоэффективного охладителя для объектов, температура которых значительно превышает точку кипения воды.

Данное явление основано на так называемом эффекте Лейденфроста. С этим эффектом сталкивался не раз в жизни каждый человек. Достаточно только вспомнить разогретую сковородку, на поверхность которой упала капля воды. Вместо того, что бы растечься по поверхности, капля шипит и катается по поверхности за счет того, что высокая температура испаряет достаточно воды для того, что бы создать паровую "подушку" между поверхностью и водой, когда температура поверхности понижается, то капля воды вновь входит с ней в соприкосновение и происходит микровзрыв, вызванный моментальным испарением некоторого количества воды.

Эффект Лейденфроста является большой проблемой на металлургических, химических предприятиях и в ядерных реакторах, везде, где вода может войти в соприкосновение с перегретыми металлическими стенами, что может привести к взрыву в некоторых случаях. Но если заставить воду все время держаться на некотором расстоянии от поверхности, то верхний слой материала быстро охладится до температуры кипения воды и риск взрыва будет полностью исключен.

Для проверки вышеописанного метода команда ученых покрыла поверхность металлических шаров сверхгидрофобным покрытием на основе наночастиц. Шары были нагреты до температуры в 400 °C и после этого погружены в воду. Вместо того, чтобы воспроизвести небольшой паровой взрыв вокруг сильно нагретого металла, вода, не входящая в контакт с поверхностью, интенсивно нагревалась без активного пузырения, а температура поверхности шара быстро снизилась до отметки в 100 °C.

Конечно, данная технология вряд ли когда-либо будет использована при изготовлении кухонной посуды и утвари, но вот в некоторых областях промышленности, в тепловой и атомной энергетике поверхности, препятствующие образованию пузырьков при кипении воды, могут найти весьма широкое применение, делая технологические процессы более безопасными.



Ключевые слова:
Материал, Поверхность, Наночастицы, Водоотталкивающая, Кипение, Темература, Пар, Взрыв, Эффект, Лейденфроста

Первоисточник

Другие новости по теме:

Зеркало из крошечных пузырей на поверхности океана может остановить глобальное потепление.

Углеродные нанотрубки превращают воду в лед при температуре выше точки ее кипения

Двигатель, работающий на замороженном углекислом газе, может снабдить энергией миссии на Марсе

Оксид графена эффективно очищает воду от радиоактивного загрязнения

Микроробот-водомерка может перемещаться и совершать прыжки на поверхности воды.

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.