Инженеры из Массачусетского технологического института разработали покрытие, которое позволяет во много раз улучшить эффективность водных конденсаторов – капли воды движутся на ней на несколько порядков быстрее. Работа опубликована в журнале ACS Nano, ее краткое содержание приводится на сайте института.
Технология основана на комбинации химического покрытия и микротекстуры. Инженеры создавали на экспериментальном материале микроскопические бугорки размером около 10 микрон, а затем покрывали его водоотталкивающим лубрикантом. При этом вещество заполняло полости между бугорками и плотно удерживалось на нем.
Во время конденсации влаги на таком материале капли не смачивают поверхность, а “парят” над ней. Из-за этого они очень слабо удерживается на месте – при достижении размера около 100 микрометров, капли начинают двигаться под действием силы тяжести. По словам авторов, их скорость в 10 000 раз выше, чем на других подобных материалах. Нестабильность капель создает постоянный поток воды на поверхности материала, и заставляет ее быстро обновляться. В результате, скорость теплообмена резко увеличивается.
Водные конденсаторы очень широко используются в электроэнергетике. Они необходимы для рециркуляции пара, вращающего паровые турбины. Паровые турбины являются основным электрогенерирующим устройством на тепловых и атомных электростанциях. Кроме того, подобные конденсаторы используются для опреснения воды.
В последнее время многие инженеры работают над использованием микроструктуры для придания поверхностям необычных свойств. Ранее ученые сообщали о создании несмачиваемого стекла, свойства которого определяются микрорельефом поверхности. Другая группа исследователей показала, что текстурирование способно повысить теплообмен во время кипения. Третья заставила воду кипеть без пузырьков.
