Syrakusan yliopiston tutkijat ovat luoneet epätavallisen tekniikan, jonka avulla vesi "jäätyy" kiehuessaan. Tämän avulla tulevaisuudessa ymmärretään, kuinka saada vesi kiehumaan avaruudessa ja kuinka parantaa nestejäähdytysjärjestelmien toimintaa elektroniikalle.
Amerikkalaiset tutkijat ovat kehittäneet tekniikan, joka kirjaimellisesti antaa sinun keskeyttää kiehumisprosessin estämällä kuplan muodostumista kiehuvan nesteen sisällä, artikkelissa Science Reports julkaistu artikkeli.
”Tämän tekniikan avulla voimme analysoida veden kiehumisprosessia alkeellisimmalla tasolla. Sen ymmärtäminen antaa meille mahdollisuuden luoda pintoja, joiden avulla voimme saavuttaa maksimaalisen lämmönsiirron, sekä ymmärtää, kuinka voimme saada veden kiehuvaksi nollapainolla, jolloin painovoiman puuttuminen johtaa kuplien kertymiseen kuumennetulle pinnalle”, sanoi Shalabh Maroo kaupungin yliopistosta. Syracuse (USA).
Maru ja hänen kollegansa oppivat lopettamaan kiehumisen kahdesta asiasta - erityisestä laserista ja erityisestä pii-lämmitinlevystä, joiden vuorovaikutus lasersäteen kanssa esti kuplien muodostumisen veteen.
Tutkijoiden mukaan prosessi kuplan muodostumisesta höyryn kanssa kiehuvan nesteen sisällä on edelleen mysteeri fyysikoille: He eivät ole vielä täysin varmoja siitä, että he tietävät, miten vaihemuutos tapahtuu veden tai muiden aineiden nestemäisen ja kaasumaisen tilan välillä, mikä määrää koon ja muut. kuplien ominaisuudet.
Höyrykuplat muodostuvat Marun mukaan lämmitetyn astian pohjaan, missä ne kasvavat ja nousevat sitten pintaan. Niiden ominaisuudet, tutkija huomauttaa, riippuvat siitä, kuinka suonen pohja ja kuplan pohja erottaa ohut vesikerros. Tämän kerroksen tutkiminen on ollut käytännössä mahdotonta tähän mennessä johtuen kuplien muodostumisnopeudesta ja puutteellisista välineistä niiden havaitsemiseksi.
Ryhmä Marun johtamaa fyysikkoa onnistui "jäädyttämään" höyrynmuodostusprosessin säteilyttämällä kolmen kerroksen levyä - puhdasta piioksidia, kultaa ja silikonilasia, joka sijaitsee astian pohjassa kuumalla, mutta ei kiehuvalla vedellä, ultra-lyhyillä laserpulsseilla.
Mainosvideo:
Jatkuvan "laserpommituksen" kanssa tämän levyn pinnalle ilmestyy höyrykupla, joka pysyy "liimattu" siihen tuntikausia niin kauan kuin tutkijat jatkavat piin "voileivän" säteilyttämistä.
Tämän "jäädytetyn" höyrykuplan havaitseminen on auttanut fyysikoita paljastamaan useita mielenkiintoisia ja aiemmin tuntemattomia ominaisuuksia veden kiehumisesta. Esimerkiksi tutkijat ovat havainneet, että kuplan ja verisuonen pohjan välisen kerroksen rakenne riippuu lämmitysasteesta - mitä korkeampi lämpötila, sitä ohuempi tämä kerros on.
Lisäksi, kun tietty merkki saavutetaan, se on jaettu kolmeen eri alueeseen - sen keskiosaan tulee kuivapiste, ja reunoissa on kaksi veden haihtumisvyöhykettä, joissa neste muuttuu höyryksi kahden erilaisen skenaarion mukaan. Tutkijoiden mukaan heidän tutkimuksensa auttaa luomaan uusia erittäin tehokkaita jäähdytysjärjestelmiä ja sallii myös ISS: n ja muiden avaruusasemien ja alusten miehistön juoda kuumaa teetä tai kahvia kiehuvaa vettä avaruudessa.