Kada vam je mokra koža, vi sigurno primećujete osećaj hlađenja dok se sušite. To je zato što kapljice vode, kako isparavaju, nose toplotu od vaše kože sa njima. Termalne diode fazne promene funkcionišu na isti način - kroz proces isparivanja i kondenzacije, koristeći tečnost za transport toplote od stvari kao što su mikročipovi. U većini ovih dioda, tečnost stavljena na toplu površinu isparava, onda se para diže na hladniju površinu, gde se ponovo kondenzuje u tečnost.
U ciklusu zatvorene petlje, gravitacija naknadno nosi taj kondenzat nazad do vruće površine, tako da može ponovo da ispari. Sada, naučnici sa Univerziteta Djuk u Severnoj Karolini (North Carolina's Duke University) su otkrili metodu u kojoj se kondenzovane kapljice vode skakanjem vraćaju na vrelu podlogu - i to mogu učiniti u bilo kom pravcu, uključujući i pravo gore.
Eksperimenti sa Univerziteta Djuk uključivali su dve bakarne ploče, od koji je jedna obložena sa superhidrofobičnim (superhydrophobic) materijalom, koji je visoko vodootporan, dok je druga ploča obložena sa superhidrafiličnim (superhydraphilic) materijalom, koji ima vrlo upijajuće karakteristike. Voda koja je bila primenjenja na superhidrafiličnu ploči će u početku ostati netaknuta, ali onda isprava jer dobija na toploti. Iz razloga zato što se dve ploče nalaze licem u lice sa samo 1,6mm jaza između njih, vodena para može da putuje gore, bočno ili čak dole na hladniju, superhidrofobičnu ploču, na koju može da se kondenzuje.
Iako će najsitnije kapljice ostati na ovoj hladnoj površini, onda kada se dve kapljice spoje u jednu veću, ta kap će postati podložna vodoodbojnoj površini. To će je dovesti do toga da skače sa te površine, i nazad na topliju, superhidrofiličnu ploču, tako da ceo proces može ponovo da započne.
"Kada je superhidrofobična površina hladnija od superhidrofilične površine, transport toplote je veoma efikasan sa procesima faznih promena, poput znoja koji oduzima telesnu toplotu; kada je superhidrofobčna površina toplija, protok toplote se blokira i dioda se ponaša kao duploizolovani prozor", rekao je vođa projekta Čuan-Hua Čen (Chuan-Hua Chen), profesor mašinstva i nauke o materijalima.
"Zbog činjenice da su skakutajuće kapljice u našem sistemu veoma male, gravitacija ima zanemarljiv uticaj na njih. Samim tim, uređaji zasnovani na ovom pristupu mogu biti orijentisani u bilo kom pravcu, bez potrebe da brinete o gravitaciji."
Konvencionalne termalne diode faznih promena su pod uticajem gravitacije, pošto se kondenzat oslanja na povraćaj kap po kap na dole. Cevaste diode su ovaj problem zaobišle, ali njihov oblik ograničava njihove aplikacije. Diode sa skakutajućim kapljicama, međutim, mogu biti proizvedene u bilo kom obliku.
Profesor Čen je dodao da je tehnologija vrlo skalabilna i prilagodljiva, tako da se može koristiti u svemu, od računarskih čipova do solarnih panela na krovovima zgrada.
Linkovi:
- Duke Mechanical Engineering and Materials Science
- Duke University
- Više o superhidrofobičnim površinama (engleski jezik)
- Više o superhidrofiličnim površinama (engleski jezik)
Povezani tekstovi sa portala Gradjevinarstvo.rs:
