Танец капель. Ученые открыли новый способ заставить воду левитировать
Вода может левитировать на раскаленной поверхности: с этим эффектом сталкивался каждый из нас во время приготовления пищи на сковороде. Однако ученые нашли способ заставить жидкость делать это и при более низкой температуре.
Науке известно об эффекте Ляйденфроста, явлении, при котором жидкость в контакте с телом, имеющим температуру значительно выше точки кипения этой жидкости, создает изоляционный слой пара, предотвращающий быстрое испарение жидкости, еще с 18 века. Чтобы наблюдать его, нужно, чтобы поверхность была достаточно теплой, чтобы вода мгновенно образовывала пар при контакте, но недостаточно для того, чтобы вся капля мгновенно испарилась.
Команда ученых из Вирджинии разработала способ снизить температуру, при которой происходит этот маленький танец воды. Для этого они использовали поверхность с микроскопической текстурой, которая передает тепло к каплям эффективнее.
Как они описали в статье, опубликованной в Nature Physics, поверхность, разработанная ими, состоит из сотен крошечных столбиков высотой примерно 0,08 миллиметра (примерно с человеческий волос). Они расположены в виде сетки на расстоянии примерно 0,12 миллиметра. При размещении на поверхности капля воды покрывает около 100 столбов. Столбы давят на каплю воды, передавая больше тепла внутреннему пространству и позволяя воде кипеть быстрее. Это означает, что эффект Лейденфроста можно наблюдать в течение миллисекунд и при гораздо более низких температурах, чем на плоской поверхности, такой как плита или сковорода.
Команда смогла вызвать левитацию Лейденфроста при 130 градусах Цельсия, что намного ниже, чем 230 градусов Цельсия, которые считаются типичными для достижения этого эффекта.
Исследование, говорят его авторы, предоставляет ценную информацию о контроле и смягчении риска взрывов пара. Это может иметь большое значение для охлаждения промышленного оборудования и ядерных градирен.
