Прыгающие капли повысят эффективность охладителей

Прыгающие капли и водооталкивающая поверхность теплообменника. Кадры из видео пресс-службы MIT

Инженеры Массачусетского технологического института создали водоотталкивающее нанопокрытие, с которого капли конденсирующегося пара спрыгивают самостоятельно. Работа опубликована в журнале Nano Letters, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте института.

Созданная авторами структурированная поверхность выглядит под микроскопом как газон из кристаллов оксида меди. При нанесении на нее соответствующего покрытия, ее водоотталкивающие свойства становятся настолько выраженными, что капли конденсированного пара на ней практически не держатся. Более того, при слиянии двух более мелких капель выделяющейся энергии становится достаточно для того, чтобы получившаяся крупная капля сама отпрыгнула от поверхности.

Целью инженеров при создании необычной поверхности было увеличить теплопроводность теплообменников в конденсаторах пара. Дело в том, что при использовании для этого обычных медных труб на их поверхности быстро образуется водяная пленка, которая препятствует теплообмену. Чем быстрее удаляются капли жидкости с теплообменника, тем выше его эффективность, поэтому в последнее время получили распространение теплообменники с ярко выраженной гидрофобной поверхностью.

Авторы показали, что новая поверхность позволяет на треть увеличить скорость переноса тепла даже по сравнению с самыми современными гидрофобными теплообменниками. Поскольку подобные устройства применяются в том числе на электростанциях, такой рост эффективности можно считать очень значительным.

Ранее другая группа инженеров (также из MIT) для решения задачи повышения скорости теплообмена использовала сходный подход. Ученые также создавали гидрофобную поверхность с микротекстурой, однако в прошлом варианте для этого использовалась сложная технология фотолитографии, а не химическая обработка.