Scienziati dell'Università di Siracusa hanno creato una insolita tecnologia che permette all'acqua di "congelarsi" mentre bolle, che permetterà in futuro di capire come far bollire l'acqua nello spazio e come migliorare il funzionamento dei sistemi di raffreddamento a liquido per l'elettronica.
Scienziati americani hanno sviluppato una tecnologia che permette letteralmente di mettere in pausa il processo di ebollizione impedendo la formazione di bolle all'interno del liquido bollente, secondo un articolo pubblicato su Scientific Reports.
“Questa tecnologia ci consentirà di analizzare il processo di ebollizione dell'acqua al livello più fondamentale. Comprenderlo ci consentirà di creare superfici che ci consentano di ottenere il massimo trasferimento di calore, oltre a capire come possiamo far bollire l'acqua a gravità zero, dove l'assenza di gravità porta all'accumulo di bolle sulla superficie riscaldata , ha affermato Shalabh Maroo dell'Università della città. Siracusa (USA).
Maru ei suoi colleghi hanno imparato a smettere di bollire grazie a due cose: un laser speciale e una speciale piastra riscaldante in silicone, la cui interazione con il raggio laser ha impedito la formazione di bolle nell'acqua.
Come affermano gli scienziati, il processo di comparsa delle bolle con il vapore all'interno di un liquido bollente rimane un mistero per i fisici: non sono ancora completamente sicuri di sapere come avviene la transizione di fase tra lo stato liquido e gassoso dell'acqua o di altre sostanze, da cui dipendono le dimensioni e altre proprietà delle bolle.
Le bolle di vapore, secondo Maru, si formano sul fondo di un recipiente riscaldato, dove crescono e poi salgono in superficie. Le loro proprietà, osserva lo scienziato, dipendono da come è disposto il sottile strato d'acqua che separa il fondo del vaso dal fondo della bolla. Lo studio di questo strato è stato praticamente impossibile fino ad oggi a causa della velocità di formazione delle bolle e della mancanza di strumenti adeguati per osservarle.
Un gruppo di fisici guidati da Maru è riuscito a "congelare" il processo di formazione del vapore irradiando una lastra di tre strati - ossido di silicio puro, oro e vetro di silicone, situata sul fondo di un recipiente con acqua calda, ma non bollente, utilizzando impulsi laser ultra brevi.
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Con un "bombardamento laser" costante, una bolla di vapore appare sulla superficie di questa lastra, che rimarrà "incollata" ad essa per ore finché gli scienziati continueranno a irradiare il "sandwich" di silicio.
L'osservazione di questa bolla di vapore "congelata" ha già aiutato i fisici a scoprire diverse caratteristiche interessanti e precedentemente sconosciute di come l'acqua bolle. Ad esempio, gli scienziati hanno scoperto che la struttura dello strato tra la bolla e il fondo del vaso dipende dal grado di riscaldamento: maggiore è la temperatura, più sottile sarà questo strato.
Inoltre, quando viene raggiunto un certo segno, viene diviso in tre diverse regioni: nella sua parte centrale appare una macchia secca e ai bordi ci sono due zone di evaporazione dell'acqua, in cui il liquido si trasforma in vapore secondo due diversi scenari. Il loro studio, sperano gli scienziati, aiuterà a creare nuovi sistemi di raffreddamento ultra efficienti e consentirà anche all'equipaggio della ISS e ad altre stazioni spaziali e navi di bere tè o caffè caldo, facendo bollire l'acqua nello spazio.
