Z patelni

Efekt Leidenfrost zademonstrowany na gorącej płycie kuchennej. Shutterstock

Być może zauważyłeś kropelki wody unoszące się po warstwie gorącego oleju, gdy smażysz coś na patelni. Teraz naukowcy z MIT po raz pierwszy przeanalizowali to pozornie banalne zjawisko i jego implikacje.

Kropla wrzącej wody na gorącej powierzchni czasami lewituje na cienkiej warstwie pary, co jest dobrze zbadanym zjawiskiem zwanym efektem Leidenfrosta. Jeśli powierzchnia jest pokryta gorącym olejem, który ma znacznie większe tarcie niż warstwa pary, należy oczekiwać, że kropla porusza się znacznie wolniej – ale eksperymenty MIT wykazały, że faktycznie oddala się od 10 do 100 razy szybciej.

Kripa Varanasi, profesor inżynierii mechanicznej i doktorant Victor Julio Leon wykorzystali niezwykle szybką fotografię, aby zrozumieć zaskakująco złożoną interakcję czynników w pracy. Okazuje się, że w odpowiednich warunkach olej pokryje zewnętrzną stronę każdej kropli, a podczas ogrzewania wzdłuż granicy między wodą a olejem utworzą się malutkie pęcherzyki pary. Ponieważ pęcherzyki te gromadzą się losowo wzdłuż podstawy kropli, rozwijają się asymetrie, a zmniejszone tarcie pod pęcherzykiem rozluźnia kroplę od powierzchni.

Bez płaszcza olejowego bąbelki pary wypływałyby z kropli we wszystkich kierunkach, ale efekt maskowania utrzymuje je jak skóra balonu. Kiedy jednak bąbelki przebijają się, przekazują siłę, a balon po prostu odlatuje, ponieważ powietrze wylatuje z jednej strony, mówi Varanasi.

Gdy naukowcy wymyślą, jak kontrolować ten proces, może on potencjalnie zostać wykorzystany do systemów samooczyszczania lub odladzania, albo do przetłaczania niewielkich ilości cieczy przez urządzenia mikroprzepływowe.

ukryć