Fenomenul de răcire prin evaporare este bine cunoscut; mamiferele îl folosesc pentru a regula temperatura corpului. Acest fenomen este vizibil și la ceașca de cafea fierbinte de dimineață: atomii mai calzi se ridică la suprafața lichidului și “sar” sub formă de abur. De asemenea, răcirea prin evaporare contribuie la formarea „lacrimilor de vin”, alături de dinamica undelor de șoc și alți factori, și este esențială în crearea condensatelor Bose-Einstein.
Mai mult, răcirea prin evaporare este responsabilă pentru faimosul „stall” care îi frustrează adesea pe amatorii de grătar care încearcă să pregătească un cotlet de porc perfect. Carnea „transpiră” pe măsură ce se gătește, eliberând umiditatea din interior, care apoi se evaporă și răcește carnea, anulând efectiv căldura de la grătar. Din acest motiv, tot mai mulți maeștri ai grătarului preferă să învelească carnea în folie de aluminiu după primele câteva ore de gătire.
Metodele obișnuite de imprimare a gheții se bazează pe criogenie sau pe substraturi răcite. Autorii studiului afirmă că aceasta este prima dată când principiile răcirii prin evaporare sunt aplicate în imprimarea 3D. Trucul a fost să plaseze imprimanta 3D într-o cameră de vid, folosind un duză de jet ca cap de imprimare – o descoperire făcută întâmplător în timp ce încercau să elimine rezistența aerului prin pulverizarea apei într-o cameră de vid. „Controlul mișcării imprimantei ghidează jetul de apă strat cu strat, construind geometria la cerere,” au scris autorii într-o postare pe blog pentru Nature, adăugând:
La o presiune foarte scăzută, moleculele de apă de la suprafața lichidului se evaporă continuu sub formă de vapori. Fiecare moleculă care pleacă poartă cu ea căldura latentă de vaporizare, răcind astfel jetul de apă. Jetul fin folosit pentru imprimare are un raport foarte mare suprafață-volum, ceea ce face extracția de căldură extrem de eficientă: lichidul se răcește rapid, scăzând zeci de grade Kelvin într-o fracțiune de secundă. Când jetul ajunge pe substrat sau pe un strat de gheață deja depus, acesta îngheață imediat după impact.
Și când sărbătorile se termină, pur și simplu opriți pompa de vid și priviți cum bradul dumneavoastră se topește înapoi în starea sa acvatică, „fără reziduuri, fără deșeuri de post-procesare.”
Aplicațiile nu se limitează la brăduți de Crăciun. Puritatea gheții o face ideală pentru aplicații biologice, cum ar fi schelele pentru țesuturi: orice formă de gheață ramificată poate fi turnată în rășină sau polimer și, când se topește, va lăsa în urmă canale goale. De asemenea, poate fi folosită pentru a crea rețele de fluide personalizate pentru aplicații microfluidice. Și dacă aveți planuri de a campa pe Marte, cu temperaturile sale reci și atmosfera subțire, tehnologia ar putea fi extrem de utilă.
Poll: Care este aplicația cea mai interesantă a răcirii prin evaporare prezentată în articol?
Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România
Leave a Reply