Sostenga una bebida fría en un día caluroso y observe cómo se forman pequeñas gotas en el vidrio, que eventualmente se unen en una capa de humedad y que lo impulsan a alcanzar una montaña rusa.
Este proceso físico básico, la condensación, es lo que usan los refrigeradores y los acondicionadores de aire para eliminar el calor del vapor convirtiéndolo en líquido. Al igual que el vidrio frío, las superficies de los condensadores metálicos forman capas delgadas de humedad a medida que funcionan.
Y eso es un problema. La capa líquida actúa como una barrera térmicamente resistente entre el vapor caliente y la superficie fría del condensador, disminuyendo la eficiencia de transferencia de calor del condensador. Idealmente, las gotas en el condensador, en lugar de unirse, simplemente se formarían yalejarse, dejando espacio para que más vapor entre en contacto con el condensador y se convierta en líquido.
Los científicos de materiales de la Universidad Estatal de Colorado han pasado tiempo pensando en este problema. Han publicado la física fundamental de una posible solución en la revista Avances científicos . Su nueva estrategia podría aumentar potencialmente la eficiencia de los condensadores, utilizados en muchos productos domésticos e industriales.
Un equipo dirigido por Arun Kota, profesor asistente de ingeniería mecánica y la Escuela de Ingeniería Biomédica, ha descubierto cómo evitar que las gotas condensadas se unan en una película, y hacer que las gotas salten lo suficientemente alto como para alejarse de la superficie del condensador.
"Creemos que nuestra estrategia tiene el potencial de habilitar condensadores de próxima generación con eficiencia mejorada", dijo Kota. "Nuestra estrategia es simple, sin energía y escalable". Los experimentos y simulaciones numéricas fueron realizados por el coprimeros autores: estudiante graduado de CSU Hamed Vahabi e investigador postdoctoral Wei Wang.
Su solución es una combinación de creatividad, química y física, junto con la extensa investigación del laboratorio de Kota en superficies "superomnifóbicas" que repelen muchos tipos diferentes de líquidos. Los investigadores descubrieron la física del uso de una superficie superomnifóbica con crestas en forma de cuchillo paraformar estas gotitas saltarinas
Cuando las gotas se unen en estas crestas superomnifóbicas, la arquitectura de la cresta hace que la nueva gota más grande salte con una energía cinética significativamente más alta en comparación con las superficies sin arquitectura de cresta.eficientemente, lo que lleva a una mayor eficiencia de transferencia de calor.
Otros investigadores han demostrado la capacidad de hacer que las gotas salten de esta manera, pero el trabajo de CSU se distingue al combinar la superficie superomnifóbica con la arquitectura específica de la cresta. Además, hicieron que el fenómeno de la gota salta funcionara con una amplia gama de líquidos,incluidos aquellos con tensiones superficiales bajas y altas viscosidades. También han demostrado que el concepto funciona en muchos tamaños, desde escalas macroscópicas hasta escalas de micras e incluso escalas de longitud submicrónicas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Colorado . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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