Инженеры из университета штата Орегон нашли новый способ вызывать и контролировать формирование пузырьков при кипении воды. Разработка может помочь продлить срок службы и повысить эффективность множества устройств — от промышленных бойлеров до современной электроники.
Преимущества предложенной технологии были описаны в журнале Scientific Reports и приложении к патенту. По словам исследователей, от концепции есть 2 вида пользы. Во-первых, устройства вроде бойлеров или утюгов лучше кипятят воду и быстрее выдают пар. Во-вторых, благодаря методике электронные приборы охотнее выделяют тепло, работая при более низких температурах.
«Тепло, генерируемое оборудованием, является одним из ключевых ограничителей их функциональности. Нечто, способное понизить температуру, поможет устройствам работать быстрее без сбоев, — сказал Цзи-хун Чанг – профессор электротехники в колледже инженерии университета штата Орегон. – Чем больше пузырьков удается получить, тем сильнее будет охлаждение. С другой стороны, если вы хотите генерировать пар при низких поверхностных температурах, методика также окажется полезной, повышая эффективность котлов. Мы уже доказали, что она работает на больших площадях и пригодна для коммерческого использования».
Разработка основывается на применении пьезоэлектрической струйной печати для создания гидрофобных полимерных «точек» на подложке и нанесения на них наноструктуры из гидрофильного оксида цинка. Покрытие остается только на пустых участках. Управление гидрофобными и гидрофильными структурами позволяет контролировать образование пузырьков в рамках поставленной задачи. Так, ученым удалось влиять на процессы кипения и конденсации. Они также управляли размером ядер образующихся пузырьков, их расположением, частотой отрыва, коэффициентом теплопередачи и критическим тепловым потоком.
В электронике методика может быть применима для некоторых видов солнечных электростанций, современных лазеров, радаров и других устройств, где надо рассеивать большое количество тепла. В промышленности технология поможет повысить эффективность котлов.
Источник: rsute.ru