Znanstvenici s MIT-a osmislili su metodu za postizanje upravo toga – bržeg prokuhavanja vode. Mislite da je nebitno? Ajde razmislite još jednom.
Otkrili su način kako istovremeno kontrolirati dva ključna parametra bitna za proces kuhanja, a to su koeficijent prijenosa topline (KPT) i kritični toplinski fluks (KTF).
Ta dva parametra u dijametralno suprotnom su odnosu, što znači da poboljšanje jednog često pogoršava drugi.
“Oba parametra su važna“, rekao je koautor studije Youngsup Song, doktor znanosti. “No, poboljšanje oba parametra istovremeno je teško jer imaju urođenu proturječnost.“
“Ako imamo puno mjehurića na površini vrenja, to znači da je vrenje, ključanje vrlo učinkovito, ali također ako imamo previše mjehurića, oni se mogu spojiti i stvariti parnu branu, film.“
Taj film smanjuje prijenos topline s zagrijane površine na vodu. “Ako imamo paru između grijače površine i vode, ista smanjuje učinkovitost prijenosa topline te snižava vrijednost KTF-a“, dodao je istraživač.
Kako su postigli učinkovitiji i brži proces ključanja?
Dodavanjem niza mikroskopskih šupljina, ili udubljenja, na površinu te kontroliranjem načina na koji mjehurići nastaju na toj površini.
Tako su mjehurići ostali “prikovani” na mjestima udubljenja i nisu se širili u film koji ometa prijenos topline.
Mikro šupljine su zatim pozicionirane na idealnoj udaljenosti kako bi se optimizirao taj proces.
“Te mikro šupljine definiraju položaj gdje se mjehurići pojavljuju”, objasnio je Song. “Ali, razdvajanjem šupljina za 2 milimetra, razdvajamo mjehuriće i smanjujemo njihovo spajanje.”
Dosadašnji rad obećava, ali koautorica studije, profesorica inženjeringa na MIT-u Evelyn Wang, ističe da se istraživanje provodilo u laboratorijskim uvjetima u jako malim mjerilima te da nije još primjenjivo u današnjim modernim uređajima.
“Ove strukture koje stvaramo nisu namijenjene za skaliranje u trenutačnom obliku“, pojasnila je, već su korištene kako bi se dokazalo da takav sustav može funkcionirati.
Sada se tim usredotočuje na pronalaženje dodatnih načina stvaranja ovakvih površinskih tekstura koje se mogu koristiti u praktičnijim dimenzijama.
“Dokaz da možemo kontrolirati površinu na ovaj način kako bismo postigli poboljšanje je prvi korak“, zaključila je. “Sljedeći korak je razmišljanje o pristupima koji su primjenjiviji na većim razmjerima.“
Kako ovo istraživanje predstavlja važan korak naprijed? Optimizacija procesa ključanja vode?
Odgovor je očigledan – smanjenje potrošnje energije.
