Oregono valstijos universiteto (JAV) inžinieriai atrado naują būdą, leidžiantį sukelti ir kontroliuoti virimo burbulų susidarymą. Šis pasiekimas, kaip manoma, gali būti naudingas tobulinant tiek pramoninius katilus, tiek pažangiosios elektronikos įrenginius, mat būtų užtikrinamas efektyvesnis ir ilgaamžiškesnis jų veikimas.
Minėtojo universiteto mokslininkų darbas publikuotas žurnale „Scientific Reports“, be to, pateikta paraiška patentui.
Pasak tyrėjų, jų idėja iš esmės gali būti panaudota dviem būdais: arba našiau išgauti garą verdant vandenį, kaip, pavyzdžiui, katiluose ar drabužių laidynėse; arba našiau atiduoti šilumą, susidarančią elektronikos įrenginiuose, kuomet dirbama žemesnėje temperatūroje.
„Vienas iš pagrindinių elektronikos prietaisų veikimą apribojančių faktorių yra jų išskiriama šiluma, todėl tai, kas padėtų išsklaidyti šią šilumą, kartu leistų prietaisams veikti sparčiau ir neleistų jiems sugesti, – pasakoja straipsnio autoriai. – Kuo daugiau pavyktų išgauti burbulų, tuo būtų užtikrintas geresnis aušinimas“.
„Iš kitos pusės, jeigu siekiama išgauti garą esant žemesnei paviršiaus temperatūrai, mūsų pasiūlytas metodas galėtų būti labai naudingas didinant katilų našumą, – pratęsia pasakojimą Oregono valstijos universiteto inžinieriai. – Mes jau parodėme, jog tai įmanoma disponuojant dideliais paviršiais, tad nepanašu, jog turėtų kilti sunkumų pereinant prie komerciniam panaudojimui reikalingų dydžių“.
Mokslininkų pasiūlyto metodo pagrindas yra pjezoelektrinis spausdinimas, sukuriantis hidrofobinio (atstumiančio vandenį) polimero „taškus“ ant padėklo ir suformuojantis hidrofilinio (traukiančio vandenį) cinko oksido nanostruktūrą ant jų viršaus. Cinko oksido nanostruktūra auga tik ten, kur nėra polimero taškų.Tiksliai parinkdami hidrofobinių ir hidrofilinių savybių medžiagos sandarą, tyrėjai gali nesunkiai valdyti burbulų susidarymą, kuris savo ruožtu ir yra pagrindinis tikslas.
Ši technologija leidžia kontroliuoti ne tik virimo ir kondensavimosi procesus, bet ir burbulų susitelkimo zonas, burbuliavimo pradžią ir šio proceso spartą, šilumos pernašos koeficientą bei kritinį šilumos srautą.
Pasak straipsnio autorių, elektronikos srityje naujasis atradimas būtų naudingas tobulinant saulės energijos įrenginius, pažangiuosius lazerius bei radarus – ten, kur būtina išsklaidyti didelius išsiskiriančios šilumos kiekius. Tuo tarpu kalbant apie pramonę, akys pirmiausia krypsta į efektyvesnį garo katilų, naudojamų elektrinėse, veikimą.