Исследованием руководили профессор Ван Зуанкай из департамента машиностроения CityU (MNE), профессор Дэвид Кере из Исследовательского университета PSL, Франция, и профессор Ю Джихонг, директор Международного центра науки будущего Цзилиньского университета и старший научный сотрудник Гонконгского института перспективных исследований CityU..

Результаты были опубликованы в последнем номере научного журнала Природа.

Эффект Лейденфроста - это физическое явление, открытое в 1756 году, которое относится к левитации капель на поверхности, которая значительно горячее точки кипения жидкости. Он создает изолирующий слой пара и резко снижает показатели теплопередачи при высоких температурах, что делает жидкостное охлаждение на горячей поверхности неэффективным. Этот эффект чаще всего является пагубным, и подавление этого эффекта остается исторической задачей.

Команда, возглавляемая CityU, создала мультитекстурированный материал с ключевыми элементами, которые обладают контрастными тепловыми и геометрическими свойствами. Рациональная конструкция STA включает в себя прочные, проводящие, выступающие столбы, которые служат тепловыми мостиками для улучшения теплопередачи; встроенную теплоизолирующую мембрану, предназначенную для всасывания и испарения жидкости; и подземные U-образные каналы, которые отводят пар. Он успешно препятствует возникновению эффекта Лейденфроста при температуре до 1150 ° C и обеспечивает эффективное и контролируемое охлаждение в диапазоне температур от 100 ° C до более чем 1150 °C.

"Этот междисциплинарный исследовательский проект является поистине прорывом в науке и технике, поскольку в нем сочетаются наука о поверхности, гидро- и аэродинамика, термическое охлаждение, материаловедение, физика, энергетика и инженерное дело. Поиск новых стратегий для решения проблемы жидкостного охлаждения высокотемпературных поверхностей был одним из священных граалей в теплотехнике с 1756 года. Нам посчастливилось фундаментально подавить возникновение эффекта Лейденфроста и тем самым обеспечить сдвиг парадигмы жидкостного теплового охлаждения при чрезвычайно высоких температурах, миссия, которая до сих пор оставалась неизведанной", - сказал профессор Ван.

Профессор Ван отметил, что в современных стратегиях теплового охлаждения при экстремально высоких температурах используются меры воздушного охлаждения, а не эффективного жидкостного охлаждения из-за возникновения эффекта Лейденфроста, особенно для применения в авиационных и космических двигателях и ядерных реакторах следующего поколения.

"Разработанный STA может быть изготовлен гибким, что устраняет необходимость в дополнительном изготовлении, особенно для тех поверхностей, которые трудно текстурировать непосредственно. Вот почему STA обладает огромным потенциалом для практического применения", - добавил профессор Ван.

Профессор Ван, профессор Кере и профессор Ю являются соответствующими авторами статьи. Первыми авторами являются д-р Цзян Мэннань и д-р Ван Ян из МНЭ.

Соавторами являются профессор Пан Чин, руководитель, доктор Стивен Ван, доцент, Чжан Хуанхуань, научный сотрудник, Лю Файю и Ли Юйчао, аспиранты из MNE CityU; и профессор То Суэ и Ду Ханьхэн, аспиранты кафедры промышленной инженерии и систем Гонконгского политехнического университета..