Forskere fra University of Syracuse har skabt en usædvanlig teknologi, der tillader vand at "fryse", mens det koger, hvilket i fremtiden vil give mulighed for at forstå, hvordan man får vand til at koge i rummet, og hvordan man kan forbedre driften af flydende kølesystemer til elektronik.
Amerikanske forskere har udviklet en teknologi, der bogstaveligt talt giver dig mulighed for at sætte kogeprocessen på pause ved at forhindre, at der dannes bobler inden i den kogende væske, ifølge en artikel offentliggjort i Scientific Reports.
”Denne teknologi giver os mulighed for at analysere kogeprocessen af vand på det mest grundlæggende niveau. At forstå det vil give os mulighed for at skabe overflader, der giver os mulighed for at opnå maksimal varmeoverførsel, samt forstå, hvordan vi kan få vand til at koge i nul tyngdekraft, hvor fraværet af tyngdekraft fører til ophobning af bobler på den opvarmede overflade,”sagde Shalabh Maroo fra universitetet i byen. Syracuse (USA).
Maru og hans kolleger lærte at stoppe med at koge takket være to ting - en speciel laser og en speciel siliciumopvarmningsplade, hvis interaktion med laserstrålen forhindrede dannelse af bobler i vandet.
Forskere siger, at processen med udseendet af bobler med damp inde i en kogende væske forbliver et mysterium for fysikere: De er endnu ikke helt sikre på, at de ved, hvordan faseovergangen finder sted mellem den flydende og gasformige tilstand af vand eller andre stoffer, som bestemmer størrelsen og andre. egenskaber ved bobler.
Ifølge Maru dannes dampbobler i bunden af et opvarmet kar, hvor de vokser og stiger derefter op til overfladen. Deres egenskaber, bemærker videnskabsmanden, afhænger af, hvordan det tynde vandlag, der adskiller bunden af karret fra bunden af boblen er arrangeret. Undersøgelsen af dette lag har hidtil været praktisk talt umulig på grund af hastigheden af bobledannelse og manglen på passende instrumenter til at observere dem.
En gruppe fysikere ledet af Maru formåede at "fryse" processen med dampdannelse ved at bestråle en plade med tre lag - rent siliciumoxid, guld og silikoneglas, placeret i bunden af et kar med varmt, men ikke kogende vand ved hjælp af ultra-korte laserpulser.
Salgsfremmende video:
Med konstant "laserbombardement" vises en boble af damp på overfladen af denne plade, som vil forblive "limet" på den i timevis, så længe forskere fortsætter med at bestråle silicium "sandwich".
Iagttagelse af denne "frosne" dampboble har allerede hjulpet fysikere med at afsløre flere interessante og tidligere ukendte træk ved, hvordan vand koger. For eksempel har forskere fundet, at strukturen af laget mellem boblen og bunden af karet afhænger af opvarmningsgraden - jo højere temperatur, jo tyndere vil dette lag være.
Når et bestemt mærke nås, er det desuden opdelt i tre forskellige regioner - et tørt sted vises i dets centrale del, og ved kanterne er der to zoner med vandfordampning, hvor væsken omdannes til damp i henhold til to forskellige scenarier. Deres undersøgelse, håber forskere, vil hjælpe med at skabe nye ultraeffektive kølesystemer og vil også give besætningen på ISS og andre rumstationer og skibe mulighed for at drikke varm te eller kaffe, kogende vand i rummet.