Des scientifiques de l'Université de Syracuse ont créé une technologie inhabituelle qui permet à l'eau de "geler" pendant qu'elle bout, ce qui permettra à l'avenir de comprendre comment faire bouillir l'eau dans l'espace et comment améliorer le fonctionnement des systèmes de refroidissement liquide pour l'électronique.
Des scientifiques américains ont développé une technologie qui vous permet littéralement de suspendre le processus d'ébullition, empêchant la formation de bulles à l'intérieur du liquide bouillant, selon un article publié dans Scientific Reports.
«Cette technologie nous permettra d'analyser le processus d'ébullition de l'eau au niveau le plus fondamental. Comprendre cela nous permettra de créer des surfaces qui nous permettront d'obtenir un transfert de chaleur maximal, ainsi que de comprendre comment nous pouvons faire bouillir l'eau en apesanteur, où l'absence de gravité conduit à l'accumulation de bulles sur la surface chauffée », a déclaré Shalabh Maroo de l'Université de la ville. Syracuse (États-Unis).
Maru et ses collègues ont appris à arrêter l'ébullition grâce à deux choses: un laser spécial et une plaque chauffante spéciale en silicium, dont l'interaction avec le faisceau laser empêchait la formation de bulles dans l'eau.
Comme le disent les scientifiques, le processus d'apparition de bulles avec de la vapeur à l'intérieur d'un liquide bouillant reste un mystère pour les physiciens: ils ne sont pas encore tout à fait sûrs de savoir comment la transition de phase se produit entre l'état liquide et gazeux de l'eau ou d'autres substances, dont dépendent les dimensions et d'autres. propriétés des bulles.
Des bulles de vapeur, selon Maru, se forment au fond d'un récipient chauffé, où elles se développent puis remontent à la surface. Leurs propriétés, note le scientifique, dépendent de la façon dont la fine couche d'eau séparant le fond du récipient du fond de la bulle est disposée. L'étude de cette couche a été pratiquement impossible à ce jour en raison de la vitesse de formation des bulles et du manque d'instruments appropriés pour les observer.
Un groupe de physiciens dirigé par Maru a réussi à «geler» le processus de formation de vapeur en irradiant une plaque de trois couches - oxyde de silicium pur, or et verre de silicone, situé au fond d'un récipient contenant de l'eau chaude, mais pas bouillante, à l'aide d'impulsions laser ultra-courtes.
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Avec un "bombardement laser" constant, une bulle de vapeur apparaît à la surface de cette plaque, qui y restera "collée" pendant des heures tant que les scientifiques continueront à irradier le "sandwich" de silicium.
L'observation de cette bulle de vapeur «gelée» a déjà aidé les physiciens à découvrir plusieurs caractéristiques intéressantes et jusqu'alors inconnues de la façon dont l'eau bout. Par exemple, les scientifiques ont découvert que la structure de la couche entre la bulle et le fond du récipient dépend du degré de chauffage - plus la température est élevée, plus cette couche sera mince.
De plus, lorsqu'une certaine marque est atteinte, elle est divisée en trois régions différentes - une tache sèche apparaît dans sa partie centrale, et sur les bords il y a deux zones d'évaporation de l'eau, dans lesquelles le liquide se transforme en vapeur selon deux scénarios différents. Leur étude, espèrent les scientifiques, aidera à créer de nouveaux systèmes de refroidissement ultra-efficaces et permettra également à l'équipage de l'ISS et d'autres stations spatiales et navires de boire du thé ou du café chaud, de l'eau bouillante dans l'espace.
