Чайник с наноштырями закипает в 30 раз быстрее

Фотография медных наноштырей, сделанная электронным микроскопом. Фото Rensselaer/Koratkar

Группа исследователей из политехнического института Ренсселера (Rensselaer Politechnic Institute) под руководством профессора Нихиля Кораткара (Nikhil Koratkar) установила, что вода в металлическом сосуде с наноштырями на внутренней поверхности закипает значительно быстрее. Статья принята к публикации в журнале Small.

Для исследования ученые использовали медный сосуд, с нанесенным на внутреннюю поверхность слоем медных наноштырей. В сосуд заливалась вода и доводилась до кипения. При этом измерялась плотность нуклеации – количество пузырей, образующихся в единице объема за единицу времени. По сравнению с обычным медным сосудом плотность нуклеации заметно выросла. В частности, по словам ученых, воде в их сосуде требуется в 30 раз меньше тепла для того, чтобы закипеть.

Кипением называется интенсивное парообразование во всей толще жидкости. Его механизм заключается в следующем. На внутренней поверхности обычного чайника в микроскопических неровностях присутствуют пузырьки воздуха. Когда вода достигает температуры кипения, эти пузырьки начинают наполняться паром. Давление внутри пузырька растет, сам пузырек увеличивается и покидает поверхность металла. Неровность, где находился пузырек, заполняется водой. Больше в этом месте пузыри не образуются.

Если поверхность покрыта наноштырями, все происходит по-другому. Между штырями присутствует воздух. Эти воздушные карманы слишком малы для того, чтобы хранить "достаточные" для кипения пузыри. Однако они снабжают воздухом те самые микроскопические неровности металла. Из-за этого, после того как пузырь сформировался и всплыл, неровность не заполняется водой. В ней снова образуется микроскопический пузырек воздух, и процесс повторяется снова. В результате плотность нуклеации увеличивается.

Сами создатели видят несколько областей применения своего открытия. Наиболее очевидным является создание более совершенных котлов и кипятильников. В качестве другого варианта использования своего изобретения они видят охлаждение компьютерных чипов. Дело в том, что кипение служит конвекции: возникающие потоки перемешивают более горячую воду нижних слоев с более холодной водой верхних. Исследователи считают, что на основе этого можно разработать эффективные системы охлаждения компьютерных чипов. Кроме того, контакты современных чипов делаются из меди, и ученые считают, что внедрение технологии покрытия этих контактов слоем наноштырей не должно представлять серьезных проблем. Именно в этом направлении они планируют продолжать свои исследования.

Обсудить
Бегом в могилу
Мусульмане Мьянмы сотнями умирают от голода в грязи. О них все забыли
«Этим проклятым американцам мы еще покажем!»
Афганцы полюбили русских и возненавидели США
С видом на фюрера
Мечту Гитлера воплощают при Меркель, и немцы этому рады
Реджеп Тайип ЭрдоганВ спину не больно
Россия забыла обиды и взахлеб дружит с Турцией
«Евреи забили гвоздь в голову русскому человеку»
Шпионы КГБ обвиняли советских рокеров в победе мирового сионизма
Есть почитать че?
Библиотека как мир, гуки и геи в беде, сразу два Линча: топовый артхаус на 2A17
«Все хорошо, но раздели-то их зачем?»
Голые европейцы и другие достоинства современного театра
Не считая Чубакки
«Последние джедаи» наконец вдохнули жизнь в возрожденные «Звездные войны»
Poloвинка
Поездка на передней части будущего седана VW Polo для России
Чудо-Judo
Вспоминаем молодежный трансформер Nissan Judo, о котором все забыли
8 лимузинов, появление на свет которых сложно оправдать
Большие, длинные и чрезвычайно бесполезные
Погружение в кирпич
Мы посидели в новом «Гелике» и не узнали его. А потом вылезли – и узнали
«Меня не убили, просто развели»
Россиянка влюбилась по уши и лишилась жилья
Что-то встало за окном
Строения, вызывающие самые пошлые ассоциации
Его ворсейшество
Бессмертные ковры возвращаются на стены российских квартир
С собой не увезешь
Как живут российские олигархи за границей