Ученые обнаружили новый способ левитации воды

Ученые из Политехнического института и Государственного университета Вирджинии под руководством инженера-механика Цзинтао Ченга разработали новую поверхность, способную снизить температуру, при которой происходит эффект Лейденфроста. Исследование опубликовано в Nature Physics.

Фото из открытых источников

Этот эффект, названный в честь немецкого врача Иоганна Готтлоба Лейденфроста, который впервые описал его в 18 веке, представляет собой явление, при котором капля воды, попадая на горячую поверхность, не испаряется мгновенно, а создает вокруг себя газовую подушку, позволяющую ей «парить» над поверхностью.

Поверхность, созданная командой Ченга, обладает микроскопической текстурой, состоящей из сотен микропилляров высотой около 0,08 миллиметра, что позволяет каплям воды быстрее закипать и тем самым снижает температуру, необходимую для возникновения эффекта Лейденфроста. Это открытие имеет огромное значение, так как позволяет наблюдать эффект при температуре всего 130 градусов по Цельсию, вместо привычных 230 градусов.

Такая технология может привести к созданию более безопасных и эффективных систем охлаждения, особенно в таких критически важных областях, как атомная энергетика. Инженер Вэн Хуан из Virginia Tech подчеркивает, что новая структура поверхности может помочь контролировать рост пузырьков пара и снизить риск взрывов пара, которые могут произойти в результате быстрого расширения пузырьков внутри жидкости.

«Взрывы пара происходят, когда пузырьки пара внутри жидкости быстро расширяются из-за [присутствия] поблизости интенсивного источника тепла. Одним из примеров того, где этот риск особенно актуален, являются атомные станции, где структура поверхности теплообменников может влиять на рост пузырьков пара и потенциально вызывать такие взрывы», - говорит инженер Вэн Хуан из Virginia Tech.