【資料圖】

科研團(tuán)隊(duì)使用了3種不同表面、不同尺寸的材料進(jìn)行協(xié)作，以提高效率。相關(guān)成果發(fā)表于《Advanced Materials》。該團(tuán)隊(duì)包括麻省理工學(xué)院畢業(yè)生Youngsup Song、福特工程教授Evelyn Wang 和其他四名麻省理工學(xué)院同學(xué)。

沸騰過程中兩個(gè)最核心的要素是傳熱系數(shù)（HTC）和臨界熱流（CHF）。在材料設(shè)計(jì)中，這兩個(gè)元素之間通常存在平衡，因此簡單地改進(jìn)其中一個(gè)元素會導(dǎo)致另一個(gè)元素惡化。這兩種元素都是沸騰過程中的重要因素。通過在材料表面添加不同的紋理，科學(xué)家們找到了一種同時(shí)改善這兩種元素的方法。

宋說：“這兩個(gè)要素都很重要。但由于內(nèi)在的平衡，要同時(shí)提高這兩個(gè)要素是非常困難的。原因是，如果沸騰表面出現(xiàn)大量氣泡，則表明沸騰已經(jīng)發(fā)生?！边@個(gè)過程效率不是很高，但是，表面出現(xiàn)大量氣泡后，它們也可以合并在一起，在沸騰表面形成蒸汽膜，而這個(gè)蒸汽膜會阻礙表面與水之間的熱傳導(dǎo)。降低傳熱效率并降低CHF 值?！?

宋目前在勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室工作，該項(xiàng)目是他的博士論文。通過添加一系列小空腔/凹坑，材料表面可以有效固定這些氣泡，從而防止它們擴(kuò)散形成蒸汽膜。

在他的研究中，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了10 微米到2 毫米的凹坑，以防止蒸氣膜的形成。但這些坑也影響了煮沸的效率。為此，科研團(tuán)隊(duì)試圖將材料的表面處理控制在較小的范圍內(nèi)，在納米級別上制造這些凹坑，并增加表面積，從而產(chǎn)生更多的氣泡。