Schauen Sie Ma, keine Luftblasen! Neues Material kocht ohne den Schaum

Ein neues Nanomaterial die Luftblasen, die normalerweise pop bis besiegt mit kochendem, eine Feststellung, die auf Möglichkeiten zur Vermeidung von Explosionen in Kernkraftwerken, verweisen kann, sagen Forscher.

Um zu verstehen, wie dieses Material funktioniert, stellen Sie sich vor einer heißen Pfanne. Wenn die Oberfläche warm ist, wird Wasser drauf Blase. Jedoch sobald die Pfanne heiß genug wird, werden die Wassertropfen über seine Oberfläche skitter, wie sie schweben auf einem Luftpolster Dampf, ein Effekt bekannt als Leidenfrost-Regime nach dem Wissenschaftler, die es im Jahre 1756 untersucht.

"Die Leidenfrost Status eines Wassertropfens oft weltweit verwendet wird, die Temperatur einer heißen Pfanne während des Kochens zu messen," sagte Forscher Neelesh Patankar, Maschinenbau-Ingenieur an der Northwestern University in Evanston, Illinois, LiveScience.

Basteln mit einem DGM-Eigenschaften kann die Temperatur verändern, bei denen, die Wasser berühren von dieser explosiven bubbling-Phase des Leidenfrost-Regimes geht. Um eine Fläche hydrophoben bzw. wasserabweisend, beeinflusst, wie gut die Wärme von der Oberfläche auf Wasser übertragen bekommt. So dass es schroffe steuert stattdessen der glatten auch wie Wärme daraus fließt. [Top 10 größten Explosionen]

Wissenschaftler entwickelten eine schroffe super-water-Repellent Beschichtung von Nanopartikeln bedeckt mit einer organischen, hydrophobe Verbindung hergestellt. (Nanopartikel sind Partikel nur Nanometer oder Milliardstel Meter, in der Größe.)

Wenn Sie eine Stahlstange mit dieser Beschichtung bedeckt erhitzt wurde, war das Ergebnis einen zusammenhängenden Film von Dampf auf dem Stab ohne Blasenbildung. "Kann man Oberflächen, auf denen eine Flüssigkeit nie Blase wird, wie es siedet beginnt, ein Phänomen, das im Gegensatz zu der Erfahrung eines jeden, der schon einmal gekocht hat," Forscher Ivan Vakarelski, Physiker am King Abdullah University of Science and Technology in Saudi Arabien, sagte LiveScience. [Siehe Video von No-Bubble Kochen]

Unterdrücken, das sprudeln könnte helfen, den Schaden zu mindern, die, den solche zischt auf Oberflächen hat. Es kann auch verhindern, dass Dampf Anhaftungen, die Explosionen, die bei Kernkraftwerken katastrophal sein können führen kann – Zeuge der berüchtigten 1986 Chernobyl Unfall in der ehemaligen Sowjetunion, die schlimmste Atomunfall in der Geschichte.

"Nuclear Power Plant Unfälle, mächtig Dampf Explosionen auftreten können, wenn geschmolzener Brennstoff in Kontakt mit der Kühlflüssigkeit ist", sagte Vakarelski. Wenn das passiert, bildet ein Dampf-Film von der Kühlflüssigkeit neben den geschmolzenen Brennstoff. Als das Material sagte abkühlt, tritt der Dampf-Film ein "sprudelnd kochendem Regime," Vakarelski. "Dies führt zu Explosionen Dampf. Es wird vorgeschlagen, dass solch eine Explosion des Reaktors bei dem Tschernobyl-Unfall zerstört.

"Unsere Arbeit zeigt wie einen Dampf-Film vor dem Kollaps zu einer sprudelnd kochendem Phase zu stoppen," sagte Vakarelski. "So ist das Phänomen, was, das wir berichten, identisch mit dem in einer Dampf-Explosion in Kernkraftwerken."

Aber warnte es scheint unwahrscheinlich, dass diese besondere Beschichtung der nuklearen Sicherheit Verbesserung wird, Forscher.

"Erstens brauchen wir eine Oberfläche mit der richtigen Art von Textur, Dampf Film Zusammenbruch zu beseitigen – es ist unklar, wie dies auf einem geschmolzenen Metall, der Kraftstoff erfolgen kann" Patankar sagte. "Zweitens, selbst wenn selbstorganisierende Nanoparticulates mit dem Kühlmittel, befinden sich auf der Oberfläche des geschmolzenen Metalls gespritzt werden – wir nicht einmal wissen, ob dies möglich ist – die Kernreaktoren zu betreiben, bei viel höheren Temperaturen, viel über die Betriebszustände der Innenbeschichtung in unserer Studie."

Stattdessen schlagen die Forscher, dass zukünftige Arbeit auf ähnliche Weise steuern könnte wie verhält sich Materie in anderer Weise, z. B. Verringerung der Hemmschuh für Oberflächen und verhindert die Bildung von Frost oder Eis effiziente Wärmeübertragung über Kochen und Kondensation.

Die Wissenschaftler ihre Ergebnisse detailliert (12 September) heute online in der Fachzeitschrift Nature.