水会煮很多次吗？ 无论是厨房里泡的一杯茶还是发电的发电厂。 该过程效率的任何改进都会对其每天使用的能源总量产生巨大影响。
其中一项改进可能是针对涉及加热和蒸发水的表面进行新开发的处理。 该处理改进了决定沸腾过程的两个关键参数：传热系数 (HTC) 和临界热通量 (CHF)。
大多数时候，两者之间需要权衡？ 当一个人进步时，另一个人就会变得更糟。 经过多年的研究，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，但同时增强这两个参数有点棘手，因为它们具有内在的权衡，”生物信息学科学家 Youngsup Song 说道来自加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室。
“如果我们在沸腾表面上有很多气泡，这意味着沸腾非常有效，但如果我们在表面上有太多气泡，它们就会聚结在一起，从而在沸腾表面上形成蒸汽膜。”
热表面和水之间的任何蒸汽膜都会产生阻力，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的表面改性方法。
首先，添加一系列微型管。 这一系列 10 微米宽的管子，间隔约 2 毫米，控制气泡的形成并将气泡固定在腔体上。 这可以防止蒸气膜的形成。
同时，它降低了表面气泡的浓度，降低了沸腾效率。 为了解决这个问题，研究人员引入了一种更小规模的处理作为第二次修改，在空心管的表面内添加了纳米大小的凸块和脊。 这增加了可用表面积并提高了蒸发率。
最后，微型空腔被安置在材料表面上一系列柱子的中心。 这些支柱通过增加表面积来加速液体的排出过程。 结合起来，沸腾效率显着提高。
（宋等人。）
上图：研究人员设置的减速视频显示，水在经过特殊处理的表面上沸腾，导致在特定的单独点形成气泡。
由于纳米结构还促进气泡下方的蒸发，并且支柱保持向气泡底部稳定的液体供应，因此可以在沸腾表面和气泡之间保持一层水？ 提高最大热通量。
“表明我们可以通过这种方式控制表面以获得增强是第一步，”机械工程师 Evelyn Wang 说道来自麻省理工学院。 “那么下一步就是考虑更具可扩展性的方法。”
“我们正在建造的这类结构并不意味着要以目前的形式进行扩展。”
将小型实验室环境中的研究成果转化为可用于商业行业的东西并不是那么简单，但研究人员相信这是可以做到的。
一项挑战是找到创建表面纹理和三“层”修改的方法。 好消息是，可以探索不同的方法，并且该程序也应该适用于不同种类的液体。
“这些细节是可以改变的，这可能是我们的下一步，”宋说。
该研究发表于先进材料。
