اگر تاکنون آب را بر روی ماهی‌تابه داغ ریخته باشید، با پدیده لایدن‌فراست آشنا شده‌اید؛ اکنون محققان دانشگاه بث، به بررسی چگونگی سفر قطرات آب در سطوح با بافت‌های مختلف و با دماهای متفاوت پرداخته‌اند.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، پرشها و جلز و ولزی که در این حین روی می‌دهد، به دلیل داغ بودن سطح با حرارت دو برابر نقطه جوش مایع است.

پدیده لایدن‌فراست که با نام «جوش فیلم» نیز شناخته می‌شود زمانی رخ می‌دهد که یک مایع در نقطه‌ای بسیار بالاتر از نقطه جوش خود قرار گیرد. در این هنگام لایه‌ای از بخار مایع دور آن قطره را فرا می‌گیرد و به دلیل پایین بودن رسانایی گرمایی گاز، مایع را از جوش سریع محافظت می‌کند.

این امر باعث می‌شود که آب بر روی بخار گازی که مانند یک مانع برای جداسازی سطح داغ و قطره عمل کرده، شناور بماند.

محققان در تجربیات خود دریافتند که می‌توان جهت حرکت قطرات مایع را با تغییر دمای سطح تغییر داد.

آنها همچنین دریافتند که می‌توان قطراتی ساخت که از یک شیب تند بالا بروند. هر چه دندانه سطح تیزتر باشد، قطرات می‌توانند از شیب‌های تندتر بالا بروند و به این شیوه بود که دانشمندان توانستند مارپیچ لایدن‌فراست را ایجاد کنند.

این مارپیچ با استفاده از بشقابهای داغ شیاردار که در چیدمان خاص قرار گرفته‌اند، قطرات آب را در جهت‌های مختلف هدایت کنند.

محققان بر این باورند که قطرات، بسته به سرعت بخار شدن گاز از سطح قطره و میزان شناور بودن آنها به همراه تاثیر سطح بافت‌دار که به آنها اجازه حرکت به سمت جلو و حتی در سربالایی را می‌دهد، مسیرشان را تغییر می‌دهند.

از این پژوهش می‌توان برای ایجاد شیوه‌های پیچیده تر برای کنترل قطرات کوچک و انتقال گرما مانند سیستمهای خنک کننده بدون بخشهای متحرک استفاده کرد.

انتهای پیام

قطرات آب با دماهای متغیر و سطوح متفاوت، رفتار متفاوتی دارند

هر چه دندانه سطح تیزتر باشد، قطرات می‌توانند شیبهای تندتر را بالا بروند