Добавив на металлическую поверхность тончайшее корундовое покрытие, ученые удвоили скорость передачи тепла от твердой поверхности емкости к ее содержимому. Результаты, полученные учеными из Технологического института Джорджии, опубликованы в издании Applied Physics Letters.

Доведение до кипения — это наиболее распространенный способ нагрева содержимого емкости. Способ является наиболее эффективным с точки зрения теплопередачи. Передача тепла в этом случае предстает в виде теплового потока. Существует критическая точка, при которой твердая поверхность становится слишком горячей, и эффективность кипения утрачивается.

«Отдаление этой критической точки может играть важную роль в совершенствовании термального управления электроникой и повышением эффективности многих энергетических систем», сказал Бо Фен, ведущий данный проект.

Во время кипения пузыри уносят с собой большой объем высокой температуры с твердой поверхности, но также они действуют как изолятор, не позволяя жидкости повторно увлажнить поверхность и таким образом прерывая теплопередачу.

Корундовое покрытие толщиной лишь несколько сотен атомов существенно облегчает повторное увлажнение.

«В этом первичная причина теплопередачи», сказал Фенг.

Технология атомного наслаивания используется для контроля толщины. Достигнув столь тонкого покрытия, корундовый слой заметно не увеличил тепловое сопротивление, но точно увеличил полную теплопередачу.

Еще один эффективный способ увеличения теплоотдачи во время кипения — использование нанотрубок и нанопроводов.

Объединение двух методов — нанотрубок, нанопроводов и нанопокрытия — способно еще более повысить эффективность кипения.