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2021年超疏水表面超疏水表面可有效地让水沸腾,冷却电子设备!.docx

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文档介绍:超疏水表面超疏水表面可有效地让水沸腾,冷却电子设备!

  导读
  
  近期,一篇发表发表于《物理评论快报(Physical Review Letters)》杂志封面的论文称,假如先从系统中移除全部的空气和水蒸气,疏水表面能有效地让水沸腾。
  背景
  消费电子设备,比如笔记本电脑甚至部分智能手机,全部会在金属“热管”中注入水,在设备使用过程中进行散热,冷却它们。在电动汽车、超级计算机和飞机中使用的高功率电子器件,全部尤其需要愈加有效的方法来预防过热。
  (图片:维基百科)
  创新
  水通常会在沸腾后离开亲水表面,从而冷却核反应堆和高功率电子设备,预防它们过热。美国普渡大学(Purdue University)的新研究显示,最疏水的表面,即超疏水材料,不但能在适宜的条件下有效地让水沸腾,而且比亲水表面保持更低的温度。
  (图片:普渡大学 / Jared Pike)
  技术
  机械工程系副教授 Justin Weibel 表示:“将热量带离表面的方法之一就是将水煮沸。不过,没有些人会考虑采取超疏水的表面来改进水的沸腾。”


  普渡大学机械工程系博士生、论文第一作者 Taylor Allred 表示:“超疏水表面之前被认为不利于水的沸腾,因为它们无法保湿。你会在表面上看到水蒸气层,因为水蒸气是很好的隔热体,因此这么会隔绝表面的热量,而无法冷却它。”
  先前的研究让科学家们相信,没有这一层隔热的水蒸气,超疏水表面有望比亲水表面在更低的温度下让水沸腾。有几项研究全部在尝试制造表面图案,从而结合疏水和亲水材料的优势。不过因为疏水区域,研究人员现在还没有实现完全没有水蒸气的表面图案。
  普渡大学机械工程系教授、冷却技术研究中心主任 Suresh Garimella 表示:“我们意识到,假如我们在从超疏水表面煮沸水之前,进行一步关键的处理,就会让疏水表面和亲水表面的优势结合到一起。”
  Allred 首先让表面完全浸入水中,然后加热周围的水分,并小心翼翼地不让表面本身上的水分直接沸腾。这么做去除了通常会陷入超疏水表面结构中的空气层,让水

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