Por décadas, Se ha entendido que la repelencia al agua es necesaria para que las superficies eliminen la acumulación de condensación, como las gotas de agua que se forman en los condensadores de las centrales eléctricas para reducir la presión. Una nueva investigación muestra que la necesidad de repelencia al agua no está clara y que el deslizamiento entre las gotas y la superficie sólida parece ser más crítico para eliminar la condensación. Este desarrollo tiene implicaciones para los costos asociados con la generación de energía y tecnologías como superficies de deshielo para líneas eléctricas y aviones.

Los hallazgos del estudio, dirigido conjuntamente por el profesor de ingeniería y ciencias mecánicas de la Universidad de Illinois, Nenad Miljkovic, y el profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial, Arun Kota, de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, se publican en la revista Avances de la ciencia .

En muchos sistemas naturales e industriales, transferencias de calor por condensación. Este tipo de transferencia de energía ocurre de manera más eficiente cuando el vapor se condensa en una superficie en forma de gotas en lugar de películas. dijeron los investigadores. Las gotas deben ser móviles para mantener la superficie despejada de forma continua, transferencia de energía eficiente, y una superficie resbaladiza ayuda mucho.

Determinar cómo crecen y se fusionan las gotas de condensación durante la condensación es un área de la ciencia que no se ha revisado en un tiempo. Dijo Miljkovic. Los investigadores plantearon la hipótesis de que la superficie de condensación, llamada humectante o no humectante, dependiendo de su capacidad para atraer o repeler el agua, no importa cuando se trata de mantener la superficie libre de gotas, contrario al pensamiento aceptado.

Para probar esto, El equipo de Kota desarrolló una superficie sólida única que es a la vez húmeda y resbaladiza para las gotas de agua. "Esto es contrario a la intuición, porque las gotas tienden a adherirse a las superficies húmedas y no se deslizan ni se deslizan fácilmente sobre ellas, "Dijo Kota.

El equipo de Miljkovic utilizó imágenes en intervalos de tiempo de las gotas que se forman en estas superficies sólidas únicas para medir el ángulo de contacto entre las gotas y la superficie y para contar cuántas gotas existen dentro de diferentes rangos de tamaño a medida que se fusionan.

"Descubrimos que cuando las superficies sólidas son resbaladizas, las gotas condensadas se fusionarán con las gotas circundantes y se desprenderán de la superficie, ya sea que se trate de una superficie humectante o no humectante, "Dijo Kota.

Esta observación implica que es posible utilizar una mayor variedad de materiales como superficies de condensación, no solo los que repelen el agua.

"En lugar de utilizar superficies poliméricas especializadas, que son difíciles de adherir al metal y solo duran unos meses, Las plantas de energía pueden usar materiales humectantes más duraderos para eliminar el agua. como cerámica o metal que ha sido diseñado para ser resbaladizo y podría durar 10 años o más, "Miljkovic dijo." Este mismo concepto es valioso en otras aplicaciones, también, como crear nuevas superficies de deshielo para alas de aviones y líneas eléctricas y recubrimientos que derraman agua para aplicaciones de energía en edificios, Sistemas de ventilación y acondicionamiento ".

Los investigadores informan que existen desafíos que superar al desarrollar nuevos materiales sólidos humectantes y resbaladizos para su uso en superficies de condensación. Los materiales deberán ser químicamente y de textura uniforme, que todavía puede resultar caro, ellos dijeron.

"Este trabajo no solo demuestra una idea previamente inexplorada de utilizar superficies sólidas humectantes y duraderas bien diseñadas para lograr una alta movilidad de las gotas, sino que también proporciona una nueva perspectiva de la teoría científica fundamental detrás de la condensación, "Dijo Miljkovic.