Чайник с нанопръчици кипва 30 пъти по-бързо

Изследователи от политехническия институт Ренселър установиха, че водато в метален съд с нанопръчици по вътрешната повърхност кипва значително по-бързо.

За изследването си учените, ръководени от Нихил Кораткар, използвали меден съд, по чиято вътрешна повърхност е нанесен слой медни нанопръчици.
Те сипали вода в съда и я загряли докато кипне, измервайки плътността на нуклеациите - броя мехурчета, образуващи се в единица обем за единица време.
В сравнение с обикновените медни съдове плътността на нуклеациите в този значително нараснала. Според изследователите за кипването на водата в техния съд е била необходима 30 пъти по-малко топлина.

Кипенето е интензивно парообразуване в целия обем на течността. По вътрешната повърхност на обикновен чайник, в микроскопични неравности има мехурчета въздух.
Когато водата достигне температурата си на кипене, тези мехурчета започват да се пълнят с пара. Налягането във вътрешността им расте, те се уголемяват и напускат повърхността на метала.
Неравностите, където се е намирало мехурчето, се запълва с вода и повече на това място не се образува мехурче.

Ако повърхността обаче е покрита с нанопръчици става друго. Между нанопръчиците има въздух.
Тези въздушни джобове са твърде малки, за да могат да съхраняват достатъчно за кипенети мехурчета. Те обаче снабдяват с въздух същите микроскопични неравности на метала.
Поради това, след като мехурчето въздух се формира и изплува, неравността не се запълва с вода. В нея отново се образува мехурче и процесът се повтаря. В резултат плътността на нуклеацията се увеличава.

Учените виждат няколко области на приложение на откритието си. Най-очевидното е създаването на по-ефективни котлони и готварски печки.
Друг вариант за използване на изобретението е при охлаждането на компютърни чипове; изобретателите смятат, че използвайки конвекцията могат да разработят по-ефективни методи за охлаждане.