«Прыгающие капли» эффективнее обычных термодиодов

Влажной коже сопутствует характерный холодок. Объясняется он очень просто: испаряясь, капли воды забирают с собой тепло вашего тела. Точно так же работают термодиоды с фазовым сдвигом, охлаждая микросхемы. В большинстве таких диодов жидкость, помещённая на горячую поверхность, испаряется, затем пар оказывается на холодной поверхности и конденсируется. В замкнутой системе гравитация заставляет конденсат возвращаться обратно и снова испаряться.
Исследователи из Университета Дьюка (США) разработали новый способ привлечения конденсата на горячую поверхность, причём они научились двигать капли в любом направлении, даже строго вверх.
В экспериментах использовались две медные пластины; нижняя была покрыта сверхгидрофобным материалом, а верхняя — ультрагидрофильным. Зазор между ними составлял всего 1,6 мм. Вода поначалу находилась на второй пластине, затем по мере нагревания испарялась. Пар направлялся в сторону и вниз, конденсируясь на сверхгидрофобной пластине.
На ней могла оставаться самая что ни на есть крошечная капелька, но как только две капли сливались в более крупную, новое образование становилось объектом воздействия водоотталкивающих свойств покрытия. И тогда капля подпрыгивала (!), вновь попадая на горячую поверхность, и всё начиналось сначала.
«Если сверхгидрофобная поверхность холоднее, чем сверхгидрофильная, перенос тепла посредством фазового сдвига становится очень эффективным; в противном случае тепловой поток блокируется, и диод ведёт себя как окно с двойным стеклом, — отмечает руководитель проекта Чуаньхуа Чэнь. — Поскольку наши прыгающие капли очень малы, гравитация оказывает на них незначительное воздействие. Поэтому устройства на основе такого подхода могут быть ориентированы в любом направлении без необходимости беспокоиться о силе тяжести».
Проблему позволяют также обойти трубчатые диоды, но их сфера применения ограничена их же формой. В отличие от них, «диоды с прыгающими каплями» могут иметь любую форму.
Изобретатели добавляют, что технология прекрасно масштабируется, поэтому её можно применять едва ли не всюду — и в компьютерных микросхемах, и в солнечных батареях, устанавливаемых на крышах зданий.
Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Physical Letters.
Подготовлено по материалам Gizmag.
12-01-2012г.

Архив новостей

Архив сообщений о новых публикациях