Sostenga una bebida fría en un día caluroso, y observe cómo se forman pequeñas gotas en el vidrio, eventualmente fusionándose en una capa de humedad (y lo que te pide que busques una montaña rusa).

Este proceso físico básico, condensación, es lo que utilizan los refrigeradores y acondicionadores de aire para eliminar el calor del vapor convirtiéndolo en líquido. Como el vaso frio las superficies de los condensadores metálicos forman finas capas de humedad a medida que funcionan.

Y eso es un problema. La capa líquida actúa como una barrera térmicamente resistente entre el vapor caliente y la superficie fría del condensador. disminuyendo la eficiencia de transferencia de calor del condensador. Idealmente, las gotas en el condensador, en lugar de fusionarse, simplemente se levantaría y se alejaría, dando paso a que más vapor entre en contacto con el condensador y se convierta en líquido.

Los científicos de materiales de la Universidad Estatal de Colorado han dedicado tiempo a pensar en este problema. Han publicado la física fundamental de una posible solución en la revista. Avances de la ciencia . Su nueva estrategia podría aumentar potencialmente la eficiencia de los condensadores, utilizado en muchos productos domésticos e industriales.

Un equipo dirigido por Arun Kota, profesor asistente de ingeniería mecánica y de la Facultad de Ingeniería Biomédica, ha descubierto cómo evitar que las gotas condensadas se fusionen en una película, y hacer que las gotas salten lo suficientemente alto como para alejarse de la superficie del condensador.

"Creemos que nuestra estrategia tiene el potencial de habilitar condensadores de próxima generación con una eficiencia mejorada, ", Dijo Kota." Nuestra estrategia es simple, sin energía y escalable ". Los experimentos y simulaciones numéricas fueron llevados a cabo por los co-primeros autores del artículo:el estudiante graduado de CSU Hamed Vahabi y el investigador postdoctoral Wei Wang.

Su solución es una combinación de creatividad, química y física, junto con la extensa investigación del laboratorio de Kota en superficies "superomnifóbicas" que repelen muchos tipos diferentes de líquidos. Los investigadores trabajaron en la física del uso de una superficie superomnifóbica con crestas en forma de cuchillo para formar estas gotitas saltarinas.

Cuando las gotas se unen en estas crestas superomnifóbicas, la arquitectura de la cresta causa lo nuevo, gota más grande para saltar con una energía cinética significativamente mayor en comparación con las superficies sin arquitectura de cresta. Los investigadores imaginan que los condensadores salpicados con tales crestas superomnifóbicas pueden eliminar las gotas condensadas de manera más eficiente. conduciendo a una mayor eficiencia de transferencia de calor.

Otros investigadores han demostrado la capacidad de hacer que las gotas salten de esta manera, pero el trabajo de CSU se distingue por la combinación de la superficie superomnifóbica con la arquitectura de cresta específica. Es más, Hicieron que el fenómeno de las gotas saltantes funcionara con una amplia gama de líquidos, incluidos aquellos con tensiones superficiales bajas y viscosidades altas. También han demostrado que el concepto funciona en muchos tamaños, desde escalas macroscópicas hasta escalas de longitud de micrones y potencialmente incluso escalas de longitud submicrométricas.