水煮得很多 - 无论是在厨房里喝一杯茶，还是发电的发电厂。该过程效率的任何提高都会对每天使用的总体能量产生巨大影响。
这样的改进可能是针对与加热和蒸发水有关的表面进行新开发的治疗方法。处理改善了确定沸腾过程的两个关键参数：传热系数（HTC）和临界热通量（CHF）。
在大多数情况下，两者之间都有一个权衡 - 随着一个改善，另一个会变得更糟。经过多年的调查，该技术背后的研究术语找到了一种增强两者的方法。
“这两个参数都很重要，但是将两个参数加在一起都是棘手的，因为它们具有内在的权衡，”说生物信息学科学家Youngsup歌曲来自加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室。
“如果我们在沸腾的表面上有很多气泡，那意味着沸腾的效率非常有效，但是如果我们的表面上的气泡太多，它们可以聚集在一起，可以在沸腾的表面上形成蒸气膜。”
热表面和水之间的任何蒸气膜都会引入电阻，从而降低传热效率和CHF值。为了解决这个问题，研究人员设计了三种不同类型的表面修饰。
首先，添加了一系列微观管。该阵列的10微米范围内的管子间隔约2毫米，控制着气泡的形成，并将气泡固定在腔内。这防止了蒸气膜的形成。
同时，它降低了表面上的气泡浓度，从而降低了沸腾效率。为了解决这个问题，研究人员引入了更小规模的治疗方法，作为第二次修改，增加了空心管表面内的纳米尺寸的凸起和脊。这增加了可用的表面积并促进蒸发率。
最后，微观腔位于材料表面的一系列支柱的中心。这些支柱通过添加更多表面积加快了液体的启动过程。结合使用，沸腾效率显着提高。
（（Song等。）
上图：研究人员设置的放缓视频显示，在经过特殊处理的表面上沸腾，导致气泡在特定的单独点形成。
随着纳米结构还可以在气泡下促进蒸发，并且支柱保持稳定的液体供应到该气泡底座，因此可以保持沸腾表面和气泡之间的一层水 - 增强了最大的热量通量。
“表明我们可以以这种方式控制表面以增强是第一步，”机械工程师伊夫琳·王（Evelyn Wang）说来自马萨诸塞州理工学院。 “然后，下一步是考虑更多可扩展的方法。”
“我们制作的这些结构并不是要以其当前形式进行缩放。”
将小型实验室环境中的工作带入可以在商业行业中使用的东西并不是那么简单，但是研究人员有信心可以做到这一点。
一个挑战是找到创建表面纹理和修改三个“层”的方法。好消息是，可以探索不同的方法，并且该过程也应适用于不同种类的液体。
“这些细节可以更改，这可能是我们的下一步，”歌说。
该研究已发表在高级材料。
