Учени от Университета в Сиракуза създадоха необичайна технология, която позволява водата да „замръзва“, докато кипи, което ще позволи в бъдеще да се разбере как да накарате водата да заври в космоса и как да подобрите работата на течните системи за охлаждане на електрониката.
Американските учени са разработили технология, която буквално ви позволява да спрете процеса на кипене, като предотвратите образуването на мехурчета във врящата течност, според статия, публикувана в Scientific Reports.
„Тази технология ще ни позволи да анализираме процеса на кипене на водата на най-фундаменталното ниво. Разбирането му ще ни позволи да създадем повърхности, които ни позволяват да постигнем максимален пренос на топлина, както и да разберем как можем да накараме водата да заври в нулева гравитация, където липсата на гравитация води до натрупване на мехурчета върху нагрятата повърхност “, каза Шалаб Мару от университета в града. Сиракуза (САЩ).
Мару и колегите му се научиха как да спрат да кипят благодарение на две неща - специален лазер и специална силиконова нагревателна плоча, взаимодействието на която с лазерния лъч предотвратява образуването на мехурчета във водата.
Както казват учените, процесът на появата на мехурчета с пари вътре във вряща течност остава загадка за физиците: те все още не са напълно сигурни, че знаят как протича фазовият преход между течните и газообразните състояния на вода или други вещества, от които зависят размерите и други свойства на мехурчета.
Парни мехурчета, според Мару, се образуват на дъното на нагрят съд, където те растат и след това се издигат на повърхността. Техните свойства, отбелязва ученият, зависят от това как е подреден тънкият воден слой, отделящ дъното на съда от дъното на мехура. Изследването на този слой на практика е невъзможно поради скоростта на образуване на мехурчета и липсата на подходящи инструменти за тяхното наблюдение.
Група физици, водени от Мару, успяха да „замразят“процеса на образуване на пари, като облъчват плоча от три слоя - чист силициев оксид, злато и силиконово стъкло, разположена в дъното на съд с гореща, но не вряща вода, с помощта на ултра къси лазерни импулси.
Промоционално видео:
При постоянно „лазерно бомбардиране“на повърхността на тази плоча се появява балон с пара, който ще остане „залепен“за нея с часове, докато учените продължават да облъчват силициевия „сандвич“.
Наблюдаването на този „замръзнал“балон от пари вече помогна на физиците да разкрият няколко интересни и неизвестни досега характеристики на това как водата кипи. Например, учените са открили, че структурата на слоя между балона и дъното на съда зависи от степента на нагряване - колкото по-висока е температурата, толкова по-тънък ще бъде този слой.
Освен това, когато се достигне определен знак, той се разделя на три различни области - в централната му част се появява сухо петно, а в краищата има две зони на изпаряване на водата, в които течността се превръща в пара според два различни сценария. Изследването им, надяват се учените, ще помогне за създаването на нови ултраефективни системи за охлаждане, а също така ще позволи на екипажа на МКС и други космически станции и кораби да пият горещ чай или кафе, вряща вода в космоса.