當(dāng)鍋里或其他容器里的水接近沸點(diǎn)時(shí)，沿著該容器的底部形成許多氣泡。氣泡的數(shù)量越多沸騰過(guò)程就越有效，但也只是到了一定程度。
如果氣泡相互擁擠，以至于它們沿著底部凝聚成一個(gè)連續(xù)的蒸汽膜，該薄膜將減緩熱量從容器表面向液態(tài)水的傳遞。因此，要使水完全沸騰需要更多的時(shí)間和能量。
在麻省理工學(xué)院(MIT)博士后學(xué)生Youngsup Song和Evelyn Wang教授的帶領(lǐng)下，該校一個(gè)團(tuán)隊(duì)著手在避免形成薄膜的同時(shí)最大限度地提高氣泡的形成。為了做到這一點(diǎn)，他們創(chuàng)造了一種處理方法，可以應(yīng)用于用于煮水的容器的底部?jī)?nèi)表面。該處理方法可以在三個(gè)方面起作用。
首先，它在表面上放置了一排微尺度的凹痕。這些凹痕寬10微米，間隔約2毫米，它們作為氣泡的形成/錨定點(diǎn)將它們固定在原處，這使得它們無(wú)法相互擴(kuò)散。
其次，凹痕的表面覆蓋著納米級(jí)的脊背。這些結(jié)構(gòu)增加了受熱的表面積并提高了液態(tài)水蒸發(fā)為形成氣泡的蒸汽的速度。
最后，每個(gè)凹痕都位于在它自己獨(dú)立的小支柱內(nèi)。這些支柱具有吸水效應(yīng)，它們將水吸到凹痕處，在那里不斷地在沸騰表面和氣泡之間形成一層液體。通過(guò)確保表面始終在加熱液態(tài)水而不是通過(guò)氣泡中的蒸汽傳遞熱量，這提高了沸騰的效率。
由于目前該技術(shù)的版本只在小規(guī)模的設(shè)置中進(jìn)行了測(cè)試，所以研究團(tuán)隊(duì)顯然還需要展開(kāi)更多的研究。研究人員們希望，一旦得到進(jìn)一步發(fā)展，這種表面處理方法可以用于蒸汽發(fā)電或電子器件的冷卻等應(yīng)用。
