Wissenschaftler der Universität von Syrakus haben eine ungewöhnliche Technologie entwickelt, mit der Wasser beim Kochen "gefrieren" kann, um in Zukunft zu verstehen, wie Wasser im Weltraum zum Kochen gebracht und der Betrieb von Flüssigkeitskühlsystemen für die Elektronik verbessert werden kann.
Amerikanische Wissenschaftler haben eine Technologie entwickelt, mit der Sie den Siedevorgang buchstäblich unterbrechen können, indem Sie verhindern, dass sich in der kochenden Flüssigkeit Blasen bilden. Dies geht aus einem in Scientific Reports veröffentlichten Artikel hervor.
„Mit dieser Technologie können wir den Siedeprozess von Wasser auf der grundlegendsten Ebene analysieren. Wenn wir das verstehen, können wir Oberflächen schaffen, die es uns ermöglichen, eine maximale Wärmeübertragung zu erreichen, und verstehen, wie wir Wasser in der Schwerelosigkeit zum Kochen bringen können, wobei die Abwesenheit der Schwerkraft zur Ansammlung von Blasen auf der erhitzten Oberfläche führt “, sagte Shalabh Maroo von der Universität der Stadt. Syracuse (USA).
Maru und seine Kollegen lernten dank zweier Dinge, wie man mit dem Kochen aufhört - einem speziellen Laser und einer speziellen Siliziumheizplatte, deren Wechselwirkung mit dem Laserstrahl die Bildung von Blasen im Wasser verhinderte.
Wissenschaftler sagen, dass der Prozess des Auftretens von Blasen mit Dampf in einer kochenden Flüssigkeit für Physiker ein Rätsel bleibt: Sie sind sich noch nicht ganz sicher, wie der Phasenübergang zwischen dem flüssigen und gasförmigen Zustand von Wasser oder anderen Substanzen abläuft, der die Größe und andere bestimmt. Eigenschaften von Blasen.
Maru zufolge bilden sich am Boden eines beheizten Gefäßes Dampfblasen, in denen sie wachsen und dann an die Oberfläche steigen. Ihre Eigenschaften, so der Wissenschaftler, hängen davon ab, wie die dünne Wasserschicht angeordnet ist, die den Boden des Gefäßes vom Boden der Blase trennt. Die Untersuchung dieser Schicht war bisher aufgrund der Geschwindigkeit der Blasenbildung und des Mangels an geeigneten Instrumenten zur Beobachtung praktisch unmöglich.
Einer Gruppe von Physikern unter der Leitung von Maru gelang es, den Prozess der Dampfbildung durch Bestrahlung einer dreischichtigen Platte - reines Siliziumoxid, Gold und Silikonglas, die sich am Boden eines Gefäßes mit heißem, aber nicht kochendem Wasser befand - mit ultrakurzen Laserpulsen "einzufrieren".
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Bei ständigem "Laserbeschuss" erscheint eine Dampfblase auf der Oberfläche dieser Platte, die stundenlang daran "festgeklebt" bleibt, während die Wissenschaftler das Silizium- "Sandwich" weiter bestrahlen.
Die Beobachtung dieser "gefrorenen" Dampfblase hat Physikern bereits geholfen, einige interessante und bisher unbekannte Merkmale des Kochens von Wasser aufzudecken. Zum Beispiel haben Wissenschaftler herausgefunden, dass die Struktur der Schicht zwischen der Blase und dem Boden des Gefäßes vom Grad der Erwärmung abhängt - je höher die Temperatur, desto dünner wird diese Schicht.
Wenn eine bestimmte Markierung erreicht ist, wird sie in drei verschiedene Bereiche unterteilt - in ihrem zentralen Teil erscheint ein trockener Fleck, und an den Rändern befinden sich zwei Wasserverdampfungszonen, in denen sich die Flüssigkeit nach zwei verschiedenen Szenarien in Dampf verwandelt. Wissenschaftler hoffen, dass ihre Studie zur Schaffung neuer hocheffizienter Kühlsysteme beitragen und es der Besatzung der ISS und anderer Raumstationen und Schiffe ermöglichen wird, heißen Tee oder Kaffee zu trinken und Wasser im Weltraum zu kochen.
