科学家们找到了一种更有效地节约能源和烧水的方法：

水经常被煮沸——无论是在厨房里冲泡一杯茶，还是在发电厂发电。该过程效率的任何改进都将对其每天使用的能源总量产生巨大影响。

其中一项改进可能来自新开发的处理涉及加热和蒸发水的表面的方法.该处理改善了决定沸腾过程的两个关键参数：传热系数 (HTC) 和临界热通量 (CHF)。

大多数情况下，两者之间存在权衡 – 作为一个改善，另一个变得更糟。经过多年的调查，该技术背后的研究人员找到了增强两者的方法。

“这两个参数都很重要，但同时增强这两个参数有点棘手，因为它们有内在的权衡，”加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室的生物信息学科学家 Youngsup Song 说。

“如果我们有很多气泡s 在沸腾表面上，这意味着沸腾非常有效，但如果我们在表面上有太多气泡，它们会聚结在一起，从而在沸腾表面上形成蒸汽膜。”

任何蒸汽热表面和水之间的薄膜会引入阻力，从而降低传热效率和 CHF 值。为了解决这个问题，研究人员设计了三种不同的表面改性。

首先，一系列微尺度添加了管子。这种 10 微米宽的管子阵列，间隔约 2 毫米，控制气泡的形成并将气泡固定在空腔中。这可以防止形成蒸汽膜。

同时时间，它降低了表面气泡的浓度，降低了沸腾效率。为了解决这个问题，研究人员引入了一种更小规模的处理作为第二次修改，在空心管的表面添加了纳米尺寸的凸起和脊。这增加了可用的 s表面积并提高蒸发率。

最后，微型空腔位于材料表面一系列柱子的中心。这些柱子通过增加表面积来加速液体的排出过程。结合起来，沸腾效率显着提高。

（Song 等人）

上图：研究人员设置的放慢视频显示水在经过特殊处理的表面上沸腾，导致气泡在特定的独立点形成.

由于纳米结构还促进了气泡下的蒸发，并且柱子为气泡底部提供了稳定的液体供应，因此可以在沸腾表面和气泡之间维持一层水——增强最大热通量。

“表明我们可以通过这种方式控制表面以获得增强ent 是第一步，”麻省理工学院的机械工程师 Evelyn Wang 说。“下一步是考虑更具可扩展性的方法。”

“我们正在制造的这些结构是并不意味着以目前的形式进行扩展。”

将小规模实验室环境中的工作转化为可用于商业行业的东西并不是那么简单，但研究人员有信心

一个挑战是找到创建表面纹理和修改的三个“层”的方法。好消息是可以探索不同的方法，并且该程序也适用于不同种类的液体。

“这些细节可以改变，这可能是我们的下一步，”宋说。

研究已经发表在 Advanced Materials 上。