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弗吉尼亚理工大学/大连理工大学Nature Physics:突破莱顿弗罗斯特效应,130℃也能实现液滴蒸汽悬浮!

高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2024-05-25 07:50
当液体与温度远超其沸点的固体表面接触时,其底部会产生一层稳定连续的蒸汽层隔断表面与液体的直接接触,避免液体剧烈的接触沸腾,这就是莱顿弗罗斯特效应(Leidenfrost effect)。当莱顿弗罗斯特效应发生时,液体完全悬浮于蒸汽层上,蒸汽润滑作用下液体运动面临极低的运动阻力,从而使其运动速度和运动距离得到极大提升。莱顿弗罗斯特效应中液体的高度运动性和近乎无摩擦损失的特性在微流控芯片、新型热机和可控化学反应等需要高效流体操控的场景具有重要应用价值。通常认为实现蒸汽驱动的莱顿弗罗斯特弹跳需将表面温度维持在较高的水平(230℃左右),而维持此种程度表面高温所需热量却为对应110℃表面的2.3倍。因此,如何在不影响液体与表面接触状态前提下,降低莱顿弗罗斯特效应所需热量输入成为值得研究人员关注的问题。 ………………………………

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