Las burbujas que se forman en una superficie caliente crean un pequeño retroceso cuando la dejan, como la patada de una pistola disparando focos. Ahora, investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago, con financiación de la NASA, han demostrado cómo esta fuerza minúscula se puede aprovechar para mezclar refrigerante líquido alrededor de microelectrónica de alta potencia, en el espacio o en la Tierra.

La fuerza de retroceso del vapor "no está bien estudiada, y nunca se ha aplicado, que yo sepa, "dice Alexander Yarin, Profesor Distinguido de Ingeniería Mecánica de la UIC y autor principal del estudio, publicado en la revista Microgravedad de la naturaleza .

"En vuelos a Marte o a la luna, equipos como las computadoras generan mucho calor, ", Dijo Yarin. A medida que las computadoras y los chips se vuelven más pequeños y se compactan más, la producción de calor se convierte en una restricción a la potencia informática.

Los ingenieros han buscado "hervir la piscina, "que se enfría por líquido a una temperatura cercana al punto de ebullición del líquido. En ebullición, todo el calor se absorbe al convertir el líquido en vapor, sin más aumento de temperatura hasta que se complete el cambio de fase.

Pero la falta de gravedad en el espacio plantea un problema especial para la ebullición en la piscina:las burbujas no tienen flotabilidad.

"En la tierra, las burbujas suben, y entra refrigerante frío, ", Dijo Yarin." Pero en el espacio, las burbujas no suben. Se quedan en la superficie sumergida, y pueden fusionarse para formar una capa de vapor aislante, y se interrumpe el proceso de eliminación de calor.

"Puede probar la mezcla mecánica, pero un motor también genera calor. Puedes probar un campo eléctrico fuerte, pero eso también produce calor y crea otros problemas, ", dijo. Ambos métodos ocupan espacio y requieren energía.

Yarin y sus compañeros de trabajo emparejaron dos chips de circuitos generadores de calor uno tras otro. Alternando el voltaje a los dos chips, pudieron hacer que el aparato se balanceara hacia adelante y hacia atrás a través del refrigerante a aproximadamente 1 centímetro por segundo.

"Cuando funciona un chip, produce burbujas y fuerza de retroceso. Luego el otro y empuja hacia atrás, lo suficiente como para mover las astillas en el líquido refrigerante y eliminar las burbujas, "Dijo Yarin.

"Funciona con o sin gravedad:en el espacio, exactamente como en la Tierra ".

Los investigadores también demostraron que la fuerza es mayor cuando las burbujas son más pequeñas y más numerosas. resultando en una oscilación de mayor arco y velocidad. Nanofibras hechas de polímero se soplaron supersónicamente sobre los chips, creando una nanotextura para aumentar la nucleación de burbujas.

"Cada burbuja funciona como propulsión a chorro, "dijo Sumit Sinha-Ray, Estudiante de doctorado y coautor del estudio de Yarin. "Cuando una burbuja deja una superficie sumergida, empuja la superficie hacia atrás. Tu no lo ves porque las burbujas son diminutas y la superficie es grande. Pero organizamos las burbujas para que la ficha se balanceara ".